浅谈一种基于Sigmoid轨迹规划的相邻交叉耦合同步调平控制策略

随着武器装备的发展,雷达、天线、激光武器和火炮等军事设备都配有自动化调平系统,为了适应多变的战场环境,提高机动性能和战场生存能力,需尽可能地提高调平系统调平精度、调平效率,保证调平过程稳定。本文提出了一种基于Sigmoid轨迹规划的相邻交叉耦合同步调平控制策略,可以适用于多点调平场合。采用D-H坐标法建立平台位姿解算模型,得到各调平支腿所需位移。基于Sigmoid函数对位移调整过程进行规划,得到支腿位移和时间的序列关系。根据相邻交叉耦合同步控制策略,建立各支腿耦合关系,通过同步控制器实现各支腿按同步比例系数的同步调整。经SimMechanics动力学建模Simulink仿真结果如下：各支腿位移调整曲线平滑、调平效率高、调平误差小于3′,同步误差减小约55.6%,同步调整时间减小约44.4%。     

重载平台精确调平方法的研究

为了提高重载平台调平的精度和速度,在一般调平原理进行研究的基础上,提出了一种新的调平方案.并针对支腿受力变形影响,提出了调节量的修正计算方法,保证了各支腿的受力基本一致,该方法使调平过程稳定,速度快,适用于各种设备的调平.     

基于Fuzzy-PID控制的调平支腿精确定位的仿真研究

在某型装备多支腿调平过程中,调平液压支腿定位精度和调平策略的选取是影响调平系统整体性能的两个重要因素。为了提高调平系统的整体性能,提出了基于Fuzzy-PID控制器提高单个液压支腿定位精度的方法。利用AMESim及SIMULINK联合仿真技术建立了某装备调平系统的单个液压支腿回路仿真模型和Fuzzy-PID控制器模型,并进行了联合仿真,结果表明,Fuzzy-PID控制器具有较强的鲁棒性,稳态精度高,对时变性和非线性较强的系统具有很好的控制效果。     

基于模糊PID算法的车载液压调平动态特性联合仿真研究

基于车载平台液压调平系统,为了减少支腿的跟踪误差及其同步误差,降低支腿之间的运动耦合,采用模糊PID控制算法实现调平过程中动态特性控制。利用AMESim和MATLAB/Simulink分别建立调平液压回路和模糊PID控制器的仿真模型并进行联合仿真研究。结果表明,加入模糊PID算法比常规PID算法能够有效的减少支腿的跟踪误差和定位误差以及支腿之间同步误差,有效提高调平精度。     

水下平台自调平控制系统设计与仿真

提出了一种水下平台的总体设计方案,针对该水下平台调平控制系统的高精度要求,进行了机电式支腿的模糊控制系统设计及仿真。采用快速粗调与慢速精调相结合的位置式调平控制方案,在调节过程加入"虚"腿控制环节,减少支腿间相互干扰。仿真结果表明,所设计的调平系统,能够在90s内达到5′调平精度。     

高速铁路救援起重机多支撑机构力学解算研究

为降低普通铁路救援起重机单支腿的承载力,改善支腿系统的均载特性以便满足高架桥环境下的高铁救援作业要求,提出了一种铁路救援起重机多支撑系统,即在原有起重机4支腿支撑的基础上引入4条辅助支腿,并且使轮轨同时承担载荷。首先基于结构力学空间高次超静定求解原理,对多支撑系统进行了力学解算得到其解析模型;然后用Matlab软件对解析模型编程计算了两种起重载荷工况下起重臂回转一周各支腿的受力情况;最后在同样的工况下使用ANSYS和ADAMS软件对该多支撑系统进行了刚柔耦合仿真模拟起重臂回转一周,仿真结果与计算结果趋势基本一致,从而验证了解析模型的正确性。研究结果表明:解析模型能够为后续高速铁路救援起重机下车部分支撑机构的设计和优化提供可靠的依据。     

某重型特种车支腿结构的轻量化设计

针对某重型特种车支腿结构存在强度过剩问题进行轻量化设计分析。采用ANSYS Workbench仿真分析软件对现有的支腿结构进行有限元分析,确定现有支腿结构存在强度过剩问题,并在保证强度的条件下对调平腿结构进行轻量化设计。对轻量化后的支腿结构进行有限元分析,并进行了抗倾覆试验,验证了有限元模型具有较高的准确度。仿真结果及抗倾覆试验验证均表明轻量化后的支腿结构满足使用要求,为其他类似结构轻量化设计提供了新思路。     

大型光电设备基准平面自动调平系统

选用三条机械支腿支撑大型光电设备载车,由安装在光电设备基座上的倾角传感器测得基准平面的倾角大小及方向,将此角度根据调平算法换算为三个机械支腿的伸长量,驱动机械支腿伸长使基准平面达到水平。给出了支撑腿数量、机械式支腿的选择依据,设计了一种可以在小角度范围内可以自动矫正受力方向的机械支腿,设计了整个传动系统,并且给出了驱动电路,还给出了调平算法。实验结果表明此调平系统不但达到系统所要求的调平精度指标,而且缩短了整个光电设备开展工作的准备时间,增强了载车的机动性能。     

基于 AMESim 的高空作业平台底盘调平液压系统的仿真分析

以蜘蛛式高空作业平台为研究对象,在AMESim环境下对其底盘液压系统进行建模、仿真,利用支腿液压系统的流量、位移等曲线分析了底盘调平的动态过程。仿真结果证明所建模型及复杂工况下该调平方法的合理性,为类似机械液控支腿调平的分析与设计提供了参考。     

四点式液压平台

本文介绍了四点式液压平台的液压系统，并分析了各支腿的受力情况，从中得出了调平收敛的载荷条件，并给出了偏载情况下的液压补偿方法。     

基于PSO的模糊PID车载平台调平控制系统研究

为解决车载平台调平控制系统响应速度慢、自适应能力差的问题,对一款液压马达带动滚珠丝杠的调平支腿,建立其数学模型,提出了基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)的模糊比例积分微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制方案.通过结合PSO算法...     

基于大数据的输电线路阻抗参数预测方法

为解决输电线路阻抗参数测量不准确等问题,提出了基于大数据的输电线路阻抗参数量测方法.对传统未换位导线的参数模型进行了分析,说明了 π 型等值网络中物理量的关系.分析了输电线路参数预测物理量以及估计的模型.对三相线路的潮流计算模型进行了分析,说明了以 SCADA 为量测系统的大数据输电线路参数预测方法.并针对负荷波动提出了准稳态状态估计方法.最后利用仿真模型进行了仿真分析,说明了所提方法的有效性.     

Optimal load balancing leveling method for multi-leg flexible platforms

The working platforms supported with multiple extensible legs must be leveled before they come into operation.Although the supporting stiffness and reliability of the platform are improved with the increasing number of the supporting legs,the increased overdetermination of the multi-leg platform systems leads to leveling coupling problem among legs and virtual leg problem in which some of the supporting legs bear zero or quasi zero loads.These problems make it quite complex and time consuming to level such a multi-leg platform.Based on rigid body kinematics,an approximate equation is formulated to rapidly calculate the leg extension for leveling a rigid platform,then a proportional speed control strategy is proposed to reduce the unexpected platform distortion and leveling coupling between supporting legs.Taking both the load coupling between supporting legs and the elastic flexibility of the working platform into consideration,an optimal balancing legs’ loads(OBLL) model is firstly put forward to deal with the traditional virtual leg problem.By taking advantage of the concept of supporting stiffness matrix,a coupling extension method(CEM) is developed to solve this OBLL problem for multi-leg flexible platform.At the end,with the concept of supporting stiffness matrix and static transmissibility matrix,an optimal load balancing leveling method is proposed to achieve geometric leveling and legs’ loads balancing simultaneously.Three numerical examples are given out to illustrate the performance of proposed methods.This paper proposes a method which can effectively quantify all of the legs’ extension at the same time,achieve geometric leveling and legs’ loads balancing simultaneously.By using the proposed methods,the stability,precision and efficiency of auto-leveling control process can be improved.     

基于导纳控制算法的电液比例系统联合仿真研究

为了满足某液压机器人对于特殊工况下的混凝土振捣需求,设计了基于导纳算法的柔顺控制器.以电液比例阀控缸系统为研究对象,建立了系统的动态数学模型,并利用 MATLAB 、 AMESim 和 Simcenter３D 软件各自优势,搭建了一种多学科融合的机电液一体化联合仿真平台,对电液比例阀控缸系统进行了弹簧阻尼负载和刚性碰撞 ２ 种不同工况下的多算法联合对比仿真分析.结果表明,设计的导纳柔顺控制器使得电液比例系统具备了对环境刚度的快速响应能力,导纳算法可根据实际负载力对内环位置控制器的位移信号进行及时修正,有效避免剧烈的刚性碰撞,体现良好的柔顺性和鲁棒性.     

基于4-SPS(PS)并联机构的自动调平系统研究

为了提高自动调平系统在运用过程中的调平精度和响应速度,基于螺旋理论及反螺旋理论,提出了一种以4-SPS(PS)并联机构作为自动调平系统支撑机构的方案,并对机构的正/反解和Jacobian矩阵进行了探讨。基于并联机构运动特性,建立了机构的理论参考模型,并运用MATLAB/SimMechanics软件建立了机构的实验仿真模型,采用模拟调平信号输入对所建立的自动调平并联支撑机构进行了开环仿真研究,验证了该机构的有效性。     

基于数字孪生的风机实时载荷预估研究

为推动风电产业技术的持续进步,改善风机控制系统性能,利用数字孪生方式,实现风机实时载荷的预估.利用风机原有的高可靠采集信号作为输入,搭建风电机组回归模型,建立系统权重矩阵,并进行线性插值使模型适应整个发电工况,完成了风电机组载荷实时预估.载荷预估值可替代目前的应变片载荷测试系统.载荷预估经评估计算精确度在 ９６.００％ 以上.预估载荷在风机塔架推力消减实时控制系统中的应用表明,减载效果显著.     

钻机支腿调平液压系统动特性分析与仿真

说明了基于角度传感器电反馈的钻机支腿调平的过程状态，建立了电液比例方向阀的模型，对四分之一系统做出了动态特性分析，同时推导了活塞对比例阀输入位移和负载力扰动的响应特征，并对钻机电液比例阀进行HCD库仿真，又对钻机液压系统进行AMESim模型搭建与系统优化。     

基于AMESim车载平台液压调平系统动态特性仿真

以车载平台调平液压系统为研究对象,利用AMESim软件建立平台调平液压系统模型。通过设置主要参数,实现液压系统动力学仿真。仿真结果表明:系统调平响应速度较快,稳定性较好,为车载平台液压调平系统的性能评估提供了一条新的途径。