主动磁悬浮轴承-储能飞轮转子系统振动主动控制

针对主动磁悬浮轴承-储能飞轮转子系统的不平衡振动控制,提出一种基于最小均方误差(LMS)的自适应变步长算法实现全工作转速范围内的振动控制方法.在标准LMS算法的基础上采用一种新的步长因子迭代公式,基于该步长因子下的LMS算法实时识别转子位移信号中与转速同频的振动分量,在位移信号进入控制器之前,通过反馈对这一分量进行不平...     

三种方法在机翼振动主动控制中的仿真研究

针对某型机翼振动响应较大问题,研究了PID、LQR和LMS等3种控制律方法实现振动主动控制技术的可行性。在仿真试验中,采用Patran进行结构建模和压电力等效,通过Matlab的Simulink模块搭建控制仿真模型,使用设计出的试验方案进行。结果表明,通过优化参数,PID、LQR和LMS等3种控制律方法在仿真模拟中均较好地抑制了振动响应,在机翼上实现主动控制技术。LMS方法的控制效果更佳,PID方法的控制收敛时间更短。     

磁悬浮轴承多变量系统自抗扰解耦控制

在介绍径向四自由度磁轴承结构的基础上,建立了磁轴承多变量系统状态方程。基于自抗扰控制器原理,针对径向四自由度磁轴承系统,提出了多变量系统自抗扰解耦控制方案,构建了控制系统结构,并给出相关控制算法。根据实验样机参数,利用MATLAB软件环境,构建了解耦控制仿真系统,针对系统的阶跃响应、转子起浮等进行了仿真试验。研究结果表明：采用自抗扰控制策略设计的控制系统成功实现了多变量的解耦控制,具有精度高、响应速度快、超调量小等特点。     

超声波流量计的自适应时延估计法研究及应用

在利用流量计进行流量测量时,顺逆流时间差的测量精度直接影响流量计测量精度。传统流量计多采用相关法进行时间差计算,该方法容易受到采样率和相关噪声的影响。基于此,提出了一种改进的LMS自适应时延估计,在传统的最小均方差时延估计的基础上,使用粒子群进行改进,直接利用粒子群对延迟时间进行搜索,改善了传统LMS时延估计中步长因子选择和计算量大的问题。自定义输入信号,分别在不同采样率和信号加相关噪声的情况下,对比相关法和改进的最小均方误差时延估计,结果表明,该方法不受采样率和相关噪声的影响。最后,将该方法应用在超声波流量计平台上,在不同的流速下进行测量,计算精度高,计算量小,误差不超过±1%。     

基于LADRC的电动舵机高动态控制方法

自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)继承了PID控制基于误差反馈的优点,在控制中不需要模型的先验知识,并结合了经典调节理论与现代控制理论各自的优点,因而在实际工程中得到了广泛应用。文中分析了电动舵机传统PID控制中存在的动态响应慢和抗扰能力弱的问题;建立了基于直接转矩控制的舵机系统数学模型;设计了线性扩张状态观测器,并给出了观测器参数的简便确定方法,通过观测器观测出的扰动将系统补偿为串联积分器的形式;采用不同的控制器对补偿后的系统进行稳定性分析,根据稳定性和实现难易程度,决定采用比例微分负反馈控制器。最后对设计的观测器和控制器进行了仿真,仿真结果表明,设计的观测器和控制器与传统PID控制相比在动态响应和抗扰能力上都具有巨大的优势。     

高精度稳定平台伺服系统的自抗扰控制

提出了一种应用于高精度稳定平台伺服系统的设计方法。为满足稳定平台快速隔离扰动、稳定视轴的要求,将自抗扰控制应用于平台系统的速度环,和常规PID控制的电流环一起构成ADRC-PID控制。Simulink仿真结果表明,与传统PID控制相比,采用自抗扰控制后系统响应速度快,隔离度有较大的提高。ADRC-PID控制可满足高精度光电稳定平台的性能要求,系统具有响应速度快,隔离度好,鲁棒性强,稳定性高等特点。     

阀控单出杆缸电液伺服系统二阶线性自抗扰控制

为提高阀控单出杆缸电液伺服系统性能,在构建阀控单出杆缸电液伺服系统动态机理模型基础上,提出了一种具有加速度前馈的二阶线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)方法,采用奇异摄动理论分析了闭环系统稳定性,并针对系统响应性能和抗干扰性能与传统PID控...     

压电元件在机翼振动控制上的应用研究

针对机翼振动响应较大问题,通过仿真模拟预测和机上地面试验验证相结合的方式,研究并验证LMS控制律方法在真实机翼上实现振动主动控制技术的可行性。仿真模拟中,采用Patran进行结构建模和压电力等效,通过matlab的Simulink模块搭建控制仿真模型;机上地面试验中,设计了以压电纤维复合材料作为控制器,激振台作为激振器的地面试验方案。结果表明,通过优化参数,LMS控制律方法在仿真模拟和地面试验中均较好地抑制了振动响应,从而在机翼上实现主动控制技术。     

基于改进自抗扰的永磁同步电机矢量控制系统研究

为了解决永磁同步电机矢量控制系统中转速外环PI控制器易受扰动干扰、鲁棒性不强、动态响应速度慢的问题，提出一种将一阶线性自抗扰与模糊控制相结合，对系统的转速外环进行参数整定的方法。对于一阶线性自抗扰控制器中误差状态反馈的补偿系数，引入模糊控制对其在线整定。分别对改进自抗扰、传统工程经验整定PI的电机调速性能进行仿真比较。结果表明，提出的控制方法具有减小超调量和增强鲁棒性的优势，证明了改进方法的优越性。     

V型双缸柴油机噪声源及其激励源响应的识别分析

采用基于四阶累积量的JWSmICA技术,对V型双缸柴油机噪声源及其激励源进行识别。该技术首先在不同工况下利用单缸熄火法对机械噪声和燃烧噪声进行了分离与识别,得到了柴油机主要噪声源,然后把基于四阶累积量的联合近似对角化算法(JADE)及小波时频分析结合起来,对标定工况下噪声源的主要激励源响应进行了分离与识别,结合单缸熄火与ICA识别结果,找到了以气门落座冲击和活塞敲击为主的主要机械激励源与燃烧激励源。利用该技术分析得出了降低燃烧激励源响应的中低频振动能量是控制噪声源关键的结论。     

直线电动机进给系统滚动导轨结合面动态特性参数识别优化

机床结合面对整机的动静态特性有着重要的影响,结合面动态特性参数的识别对提高整机性能、缩短研发周期有重要意义。提出基于LMS Test.Lab试验模态分析和ANSYS响应面法的动态特性参数识别优化方法。基于结合面等效刚度和阻尼值在ANSYS软件中建立直线电动机进给系统有限元模型,对系统进行仿真模态分析,并通过LMS Test.Lab系统进行模态试验测试,对比仿真模态参数和试验测试模态参数,并通过试验测试结果修正有限元模型。最终使仿真模态参数值与试验测试结果相差在8%以内,验证了该有限元模型的准确性。     

基于λ-PDF和一次二阶矩的不确定性反求方法

为了有效评价测量响应中不确定性对结构参量识别结果的影响,提出一种基于λ概率密度函数(Probability distribution function,PDF)和一次二阶矩的不确定性计算反求方法。采用二次衍生λ-PDF对待识不确定性参量的PDF进行建模。内层通过对参量呈λ-PDF的功能函数采用一次二阶矩法进行正问题求解,得到计算响应的概率分布;外层通过最小化测量响应与计算响应之间的概率分布特征量将不确定性反问题转化为确定性的最优化问题,并用隔代映射遗传算法识别未知参量 的参数。本方法不仅有效地实现了结构未知参量PDF的估计,而且与传统基于抽样的统计方法相比,计算效率较高。数值算例和工程应用验证了本方法的可行性和有效性。     

航空发动机主燃油机械液压控制系统仿真研究

该文基于航空发动机主燃油机械液压控制系统的工作特点,用AMESim软件对其进行了建模,对其控制采用了参考模型的方法来设计滑模控制律。首先设计符合主燃油控制要求的参考模型控制量,在此基础上,应用滑模变结构控制理论设计主燃油系统控制量,使得被控系统既能跟踪参考模型,又能在响应的全过程都具有鲁棒性,克服了传统滑模变结构控制中到达模态鲁棒性差的特点,且系统响应快。最后将所设计的控制系统在Simulink下同发动机进行联合仿真。结果表明该控制方法有效,系统响应快并能消除抖振。     

气动加载系统的模糊自适应逆控制方法

气动加载系统具有时滞、时变及强非线性等特点,为了提高气动加载系统的控制精度,克服传统PI控制算法的不足,提出一种气动压力加载系统的模糊自适应逆控制方案。利用模糊辨识理论对气动加载系统进行离线逆建模,得到初始逆模型,并将该初始逆模型作为初始控制器,控制气动加载系统的输出压力,运行过程中采用最小方均根(Least mean square,LMS)滤波算法在线修正控制器的参数。基于VC++6.0软件开发平台设计系统实时控制程序,在一套电气比例压力阀控气动加载系统上进行试验研究。通过与PI控制算法、模糊比例积分微分(Proportion,integration,differentiation,PID)控制算法进行比较,结果表明设计的气动加载系统控制器控制精度高、响应速度快、抗扰能力强。     

火箭车水平助飞方案仿真及分析

地面辅助起飞是大起降质量差飞行器的重要起飞方式之一.地面辅助起飞系统起飞过程工况复杂,对飞行器的俯仰角响应提出了更高的要求,传统研究通常采用数值计算的方法,计算量大,过程繁琐,结果不直观.针对以上问题,以大型飞行器"霍托尔"为背景,采用分段式建模的方法建立地面辅助起飞系统的动力学模型,运用LMS Virtual.Lab Motion和MATLAB/Simulink进行联合仿真,并设计了控制俯仰角的PID回路.仿真结果表明,采用该方法得到的动力学模型合理,俯仰角控制系统能对俯仰角实现有效控制,起飞系统工作过程稳定.     

精密气浮转台变带宽线性自抗扰控制

为实现精密气浮转台低速精确控制,提高转台定位精度和动态响应性能,提出一种变带宽线性自抗扰控制算法。首先,根据转台及驱动电机的数学模型,建立包含扰动项的控制系统模型。接着,构造线性扩张状态观测器,分析初值误差对观测精度的影响,提出一种观测器带宽调节方法以提升观测精度。然后,根据控制器带宽设计思想,设计加入扰动补偿后的控制律。最后,在精密气浮转台实验平台中对变带宽线性自抗扰控制性能进行了实验验证。结果表明:低速工况下,跟踪误差不大于0.000 8°;位置阶跃响应中,角定位误差不大于0.000 7°,与传统线性自抗扰控制相比,超调量由0.001 7°下降到0.001 4°;在转动惯量和电机电感参数单一失配的情况下,转台仍能保持高定位精度。满足精密气浮转台定位精度高、速度平稳性好、抗扰性强的要求。     

基于模糊控制的无刷直流电机的建模及仿真

针对传统PID控制方法在对永磁无刷直流电机进行控制时的鲁棒性差,精度低等缺点,提出参数自整定模糊PID控制方法,即采用传统的PID控制与模糊控制相结合的新型控制方法.仿真结果表明,采用自适应模糊PID控制较常规PID控制具有更好的控制性能,超调量小,响应快,鲁棒性强等特点.     

基于响应面法的滑动结合面动态特性参数优化识别

针对机床滑动结合面动态特性参数识别困难和现有方法模型复杂、计算量大等问题,提出了基于实验模态分析和响应面法的动态特性参数优化识别方法。通过试验设计获取样本点构造滑动结合面的多项式响应面模型,以响应面的计算结果与实验模态分析结果的相对误差构造目标函数,采用自适应模拟退火算法优化求解,从而识别出滑动结合面的动态特性参数。以机床动态特性分析实验台上立柱导轨与滑座间的滑动结合面为实例进行了建模、实验、参数识别等分析。结果表明,采用所提出的方法可实现较高的识别精度,可显著提高识别效率。     

音圈致动快速反射镜的降阶自抗扰控制

为改善航空光电载荷用音圈致动快速反射镜的控制性能,提出一种降阶自抗扰控制方法。首先,对快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)模型进行了分析并获取了模型参数。根据自抗扰控制理论,设计了FSM的三阶通用自抗扰控制器。将电涡流传感器的测量结果视为已知,提出降阶扩张状态观测器及其对应的自抗扰控制器设计方法。根据控制器带宽设计思想,推导了对于FSM这类二阶欠阻尼对象的控制律,并给出了加入扰动补偿量的控制律的具体实现形式。实验结果表明,降阶自抗扰控制能明显改善FSM的位置阶跃响应动态性能,能实现无超调与振荡的阶跃响应,稳态时间由11.7 ms提升至9.2 ms,同时能够降低FSM对位置斜坡输入跟踪的稳态误差,并改善其速度响应动态过程,像移补偿稳速时间由10.2 ms提升至7.8 ms,提升约24%。降阶自抗扰控制具有实现简单、运算量小的特点,能够明显提升FSM的动态性能。     

基于模糊自抗扰控制在电动汽车PMSM位置驱动系统研究

为实现电动汽车用PMSM转速快速响应和强鲁棒性,本文提出一种基于模糊自抗扰的电动汽车PMSM驱动控制系统,将模糊控制与自抗扰控制结合,将位置反馈作为控制器反馈信号,结合自抗扰控制器中状态变量估计和微分之间的误差,建立误差的模糊规则控制表,进行去模糊化之后得到误差精准的控制量,并通过对非线性误差状态反馈控制率的误差比例系数、微分系数、积分系数进行自适应调节,实现对扰动量的补偿控制,增强电动汽车PMSM驱动系统的抗扰动能力。