无刷直流电机直接转矩控制系统

针对无刷直流电机换相期间存在较大的转动脉动,将直接转矩控制方法用于无刷直流电机控制系统中,分析了直接转矩控制的原理,结合无刷直流电机自身的特点,提出了略去磁链观测环节的无刷直流电机直接转矩控制方案.该方案转矩环采用滞环控制,根据转矩环输出和磁极位置决定施加的电压空间矢量.仿真和试验结果均表明,该方法能够较好地抑制无刷直流电机的转矩波动,具有良好的转矩动态响应.     

AT电控系统电磁阀组状态实时监测方案设计

为了解决AT自动变速箱挂双挡或多挡的故障问题,设计了AT电控系统电磁阀组工作状态的监测方案.该方案通过对电磁阀工作电流的采集、处理,实现了电磁阀组状态的实时监测.当AT电控系统TCU检测到不应导通的电磁阀电流大于209 m A时,即保护点电压为418 m V时,AT电控系统立即切断所有输出驱动信号,使自动变速箱处于空挡状态.通过台架试验表明该方案能够对自动变速箱进行挡位保护,防止多个电磁阀同时导通,解决了由于电缆短路或电磁阀故障等原因引起的变速箱挂双挡的问题.     

机电跟踪系统极限环分析与抑制

针对摩擦引起的机电跟踪系统极限环问题,提出了一种简化的极限环分析和抑制方法。将摩擦非线性特性简化为死区非线性特性,采用描述函数法对系统极限环进行分析,并采用在电机驱动信号中注入颤振信号的方法避免极限环发生。仿真和试验结果表明,该极限环分析和抑制方法可以对系统的极限环进行有效地预测和抑制。     

自动变速器比例电磁阀优化设计与分析

以自动变速器用比例电磁阀为研究对象,研究了比例电磁阀关键参数的设计及其优化方法。在结构分析的基础上,分析了其工作原理,将比例电磁阀分为电磁、机械和流体三部分。建立了比例电磁阀阀芯动力学方程,分析了影响电磁阀动态响应时间及油压动态输出的因素。对比例电磁阀的电磁铁部分进行了优化设计,确定了电磁力和输入电流之间的关系后;采用遗传算法的优化方式,以比例电磁阀阀芯质量、弹簧刚度、弹簧的预压缩量和阻尼系数为优化设计参数,比例电磁阀油压输出的响应时间及超调量为优化目标,对比例电磁阀进行优化设计与分析;设计中通过改变遗传算法的种群范围、遗传代数、交叉率及变异率,得到了多种比例电磁阀的结构方案,并进行了部分试验验证。研究结果表明：通过优化方法可以得出比例电磁阀的优化设计参数,优化后的比例电阀输出油压动态响应时间提高了12.5%,油压超调降低了50%,能够满足自动变速器电液换挡控制系统综合要求。     

基于驱动端电流检测的电磁阀故障诊断研究

提出基于驱动端电流检测的电磁阀故障诊断方法,研究了电磁阀驱动端电流特性及故障阀电流特征分析和识别方法。利用AMEsim软件搭建电磁阀的机、电、液模型,分析其驱动端电流与阀芯位移的关系;采集正常、弹簧断裂、阀芯轻微卡滞和阀芯完全卡死4种状态下的电流信号,分析不同状态的电流特征;针对驱动端电流为直流阶跃信号的特点,选取电流变化率为特征曲线,采用“能量-故障”的诊断方法,利用3层小波包分解对信号进行重构,并提取相应频带能量作为特征向量;利用前馈反向传播(BP)神经网络对提取的特征向量,对电磁换向阀模式识别和故障诊断。实验结果表明：基于“能量-故障”的诊断方法能较好地区分电磁阀的不同状态,并且经过训练的BP神经网络能够准确判别电磁阀的正常、弹簧断裂和阀芯卡死3种状态。     

基于FPGA 的扰流片伺服控制系统电流环设计

为提高固体小型火箭发动机推力矢量控制中扰流片摆动响应能力,开展了扰流片控制伺服驱动系统电流环设计.采用 FPGA的硬件逻辑电路,通过注入 3次谐波的 SPWM调制实现对电机的桥路驱动,实现了 id =0电流环数字化闭环控制,控制周期不大于50 μs.电流跟踪试验结果表明,该方法实现的电流环控制具有较好的动态响应能力.     

颤振信号对电液伺服阀性能的影响分析

电液伺服阀是电液伺服控制系统的关键控制部件,其动态响应快,抗干扰能力较差。文章从理论计算、仿真分析和试验验证阐述了颤振信号对电液伺服阀力矩马达固有频率的影响因素,使用过程中,可能会出现加载电液伺服阀的颤振信号频率与力矩马达固有频率接近而相互干扰的情况,造成故障。     

PITTLER-2机床的数控化研究

针对德国PITTLER-2卧式车床加工中心数控升级改造需求,进行机床数控化方案研究。采用德国西门子数控公司的802D SL数控系统控制两进给轴,使用PLC实现12工位刀塔控制、液压站及主轴档位电磁阀等开关信号联动,采用6RA27直流调速装置对原机床SIEMENS主轴直流电机（40 KW,1 500 RPM）进行变频调速。实现了该型号机床两轴进给控制、12工位刀塔驱动、主轴直流电机调速、液压站主轴变档等功能。该方案极具可行性和实用性,扩展了机床功能,具有极高的性价比。     

线控液压制动系统的比例减压阀驱动电路分析

为了驱动线控电液复合制动系统中的比例减压阀,分析了基于高端和低端驱动方式的脉宽调制式驱动电路.仿真结果显示,无论高端驱动还是低端驱动均可以很好地驱动比例减压阀,并对高端驱动电路进行了实验验证;一定频率范围内的PWM波作用于比例减压阀时产生的内在纹波可以起到颤振的作用,并且合适频率的PWM波才能使颤振作用得以充分发挥.采用高端驱动的比例减压阀控制器已经应用于本课题组研制的线控电液复合制动系统上.     

滑模控制的模糊趋近律设计

为了削弱滑模控制的颤振现象, 提出了模糊趋近律的方法, 即利用模糊控制器实时地调整滑模控制的趋近律参数.该方法既保证了控制系统的快速性和鲁棒性, 又能够有效地削弱颤振.另外, 控制系统设计简单, 便于工程应用.最后, 以某型导弹为例进行了仿真研究, 仿真结果证明了所提出的方法的有效性.     

基于AMESim的电磁阀动态响应特性仿真研究

通过介绍电磁阀的结构和工作原理,建立电磁阀动态过程数学模型,利用AMESim仿真软件,建立电磁阀动态仿真模型,并进行了仿真,从而研究出线圈驱动电压、匝数、主工作间隙、气源压力、活塞直径、排气阀座直径以及反力因素等对电磁阀响应特性的影响。     

高超声速飞行器空气舵系统耦合特性分析及颤振抑制研究

为了预防高超声速飞行器空气舵系统流、固、热、电、磁等多物理场的耦合作用所引发颤振失稳开展颤振抑制研究,建立了将热环境下舵面结构动力特性、高超声速非定常气动力、舵机环节非线性动力学特性耦合起来的舵机-舵面耦合系统数学模型和颤振特性分析方法;对某舵系统进行了数值分析,研究了热环境、电动舵机设计参数以及指令信号幅值对颤振速度的影响,提出在舵机电流环加入超前滞后环节的颤振抑制措施。仿真结果表明,该方法能有效地提高舵系统的颤振速度。     

基于自动功率控制的EDFA泵浦驱动设计

为满足空间光通信系统对掺饵光纤放大器(EDFA)高增益高稳定性的应用需求,采用级联泵浦结构,设计了一种自动功率控制的EDFA泵浦驱动电路.利用模拟比例-积分-微分(PID)控制器和基于对数放大器的高精度功率监测电路对驱动电路进行闭环控制,实现光放大信号的恒功率稳定输出.试验结果表明:利用该系统可以控制EDFA实现33 ...     

同步仿生机械臂设计

针对目前机械臂的应用存在操作复杂、设计繁琐等不足,设计一套由MCU、加速度计、直流舵机和臂环等构成的同步仿生机械臂.介绍系统总体设计,通过信号转换算法使采集信号转换为驱动舵机转动的 PWM 控制信号,采用程序消抖算法进行优化,并进行实验验证.结果表明:该仿生机械臂控制灵活,使用简单,成本低廉,可推广应用于仿人手臂运动作业、主从机械臂系统的研究领域.     

基于Matlab的非线性控制仿真教学

基于Matlab的非线性控制仿真教学法用Matlab中的Simulink工具进行可视化动态仿真教学.并以单位负反馈控制系统动态结构图为例,引入饱和、死区与滞环等非线性环节,用Simulink建立系统仿真模型,通过选择仿真菜单及参数设置启动仿真过程,通过示波器观察系统的仿真效果.     

逆系统方法在倾斜转弯导弹控制系统中应用研究

讨论了一种倾斜转弯导弹非线性控制系统动态逆控制方法.从理论上证明了该控制方法可实现输出渐近无差跟踪.为了验证控制方案的有效性,进行了仿真研究.仿真结果表明:在倾斜转弯导弹控制系统设计中,动态逆系统方法完全可以实现非线性控制,控制方案可行,满足设计要求.     

SINS/GPS超紧致组合导航系统设计及分析

在GPS软件接收机和SINS辅助GPS跟踪技术的基础上,提出了一种SINS/GPS超紧致组合导航方案。该超紧致方案在GPS软件接收机的捕获环节中加入了基于相位估计的精细捕获算法,从而提高了频率捕获精度,省略了频率跟踪牵引过程;在信号跟踪环节中,利用SINS位置、速度信息与卫星参数,求取接收机与卫星之间的径向距离和径向距离率,为码环、载波环提供辅助,从而降低了载体动态变化对跟踪环的影响,提高了跟踪环的动态跟踪性能;同时,降低载波环噪声带宽,减小码环相关间隔,从而提高了载波环和码环的跟踪精度。     

具有间隙非线性的全动舵系统的颤振分析

研究了超声速来流中含间隙舵系统的颤振问题。通过建立舵机传动机构的动力学方程并采用翼段模型和活塞理论,导出了俯仰方向含有间隙的舵面的非线性气动弹性动力学方程,利用 Hopf 分叉理论计算了舵面的颤振速度,并采用描述函数法分析了含间隙舵面的气动弹性响应。在此基础上,研究了传动机构的动态特性和间隙对舵面的颤振速度和极限环振荡行为的影响。研究表明：舵机静刚度较低时,需要考虑其动刚度对颤振速度的影响;仅当间隙内的俯仰刚度较小时,舵面的气弹响应才会发生亚临界 Hopf 分叉;在飞行速度一定的情况下,间隙量增大1倍,极限环振荡的振幅近似增加1倍。     

USB 伺服驱动速度环设计及仿真

根据USB伺服系统设备的原理和组成,对USB伺服驱动速度环设计方法进行研究。分析速度环控制对象特性,详细介绍速度环的设计,给出具体速度环参数及其PID调节器设计方法,运用Matlab建立其仿真模型,检验速度环在不同PID调节参数下的稳态和动态性能。仿真结果表明:该设计正确、可靠,系统仿真形象、直观,为位置环及其他控制方式设计打下了基础。     

气缸定位精度的PLC控制方法

气缸定位精度以PLC为控制器,采用继电器输出接口直接驱动交/直流电磁阀控制气缸气体流量,由光栅反馈检测移动量.控制回路用四个开关阀的组合控制流量;PLC比较控制量的设定值和实时值,计算输出一组二进制编码控制阀组的开启,得到不同的综合面积,以改变控制阀的流量,使气缸准确运动至位置.偏差绝对值小于门限值时,系统控制程序采用PID算法,大于时用PD算法,以改善动态品质.