基于DSP的电磁轴承开关功率放大器特性分析

功率放大器与电磁铁作为电磁轴承系统的执行环节,是影响电磁轴承系统性能及体积的关键部件。为了减小功率损耗和易于实现系统控制,提出了一种带有电流负反馈的双极型PWM开关功率放大器,驱动脉宽信号由DSP产生,占空比可在线调节。通过对线圈和功放进行具体建模,并对其基本特性进行理论分析与仿真实验;为提高系统高频动态特性,提出了低偏置电流工作方式。研究结果表明,这种功放结构和工作方式对电磁轴承结构设计和控制器设计具有重大的指导意义和参考价值。     

磁悬浮轴承开关功率放大器系统建模及控制研究

磁悬浮轴承开关功率放大器系统为一非线性系统,开关功率放大器的性能影响磁悬浮轴承控制系统的稳定性,为此,提出了一种建立磁悬浮轴承开关功率放大器系统模型的方法。在分析三电平功率放大器工作原理的基础上,对系统中非线性部分进行分析,以相应的傅里叶级数表达式来代替,建立了非线性网络的传递函数并推导了开关功率放大器闭环系统的稳态数学模型。MATLAB软件的仿真和试验验证结果表明,该系统模型能有效反映开关功率放大器和闭环控制系统的实际工作特性,建模的方法是可行有效的。     

伺服阀非线性特性建模的电液振动台动态特性

伺服阀作为液压伺服系统的核心,其非线性特性直接影响着系统的动态性能.通过对伺服阀非线性特性的分析,利用MATLAB的SIMULINK工具箱建立了相应的仿真模型,并结合工程实践需要,建立了基于伺服阀非线性特性的电液振动台动态分析模型,实现了系统的动态仿真,获得了与实验结果相当吻合的仿真结果.     

磁悬浮直线进给单元系统开关功率放大器的研究

对于磁悬浮直线进给单元系统而言,功率放大器可以说是其很重要的构成部分,它的性能将会给系统造成很大的影响。首先介绍了磁悬浮开关功率放大器的基本参数,然后对磁悬浮开关功率放大器的主电路拓扑结构进行了分类和分析。为验证三电平开关功放相对于两电平开关功放的优点,进行了两电平开关功放和三电平开关功放电流纹波的仿真研究以及三电平开关功放的实验研究。结果表明三电平功放相对于两电平功放可以很好的降低电流纹波,从而减少了电流纹波带来的不利影响,提高了磁悬浮直线进给单元系统的性能。最后简单的对磁悬浮直线进给单元系统的开关功放进行了总结。     

基于MULTISIM的磁悬浮轴承开关功放的仿真

在分析磁悬浮轴承开关功放的工作原理的基础上,应用MULTISIM软件建立了电磁轴承开关功放系统的仿真模型。将仿真结果与实验室现有的试验台测试数据进行比较,表明仿真与实验结果吻合较好,从而为磁悬浮轴承开关功放的特性分析提供了一种可行的研究方法。     

基于NLPQL 方法的液压冲击器性能参数优化

该文对液压冲击器工作原理进行了分析,建立了描述其动态特性的非线性数学模型。在AMESim仿真环境下建立了液压冲击器的仿真模型,运用NLPQL算法对冲击器系统模型进行了参数优化,优化后系统性能明显提高。     

非线性强陀螺效应磁悬浮转子的解耦控制

针对磁悬浮控制力矩陀螺径向磁悬浮转子强非线性、强陀螺效应耦合对系统稳定性的影响,建立了磁悬浮转子多通道非线性动力学模型与功放模型,分析了磁悬浮转子系统的强陀螺效应耦合性,提出了一种考虑功放环节的α逆系统结合滑模控制器的解耦控制方法,并对其进行了仿真试验。结果表明,该方法对磁悬浮转子系统有良好的解耦效果与鲁棒性。     

多轴工程车辆油气悬架系统参数仿真

建立了多轴越野车辆的平面力学模型,对其参数进行了计算机仿真,仿真参数包括悬架弹簧变刚度和变阻尼,分析涉及的车辆模型有弹簧悬置的车体和4个车桥,研究了车辆系统的6个自由度的运动方程及动态特性,分析了车辆在粗糙路面上的油气弹簧刚度和阻尼特性的非线性变化规律,获得了多轴车辆的悬架系统在路面激励下的响应特性,提出提高车辆平顺性的途径．     

900MHz Doherty功放的设计

在无线通信系统的设计中,功率放大器的设计是很重要的一部分,影响着整个系统的性能.效率和线性度则是功率放大器的最重要的两个指标,也是设计功率放大器的重点.本文介绍了用来提高功率放大器工作效率的Doherty结构,并通过ADS仿真和实际调试,设计出了一个高效率的Doherty功放.     

非线性汽车悬架系统建模与仿真研究

详细研究了传统非线性弹簧悬架、半主动悬架和非线性悬架的动态特性。在建立其动力学模型的基础上,利用MATLAB软件的SIMULINK工具箱对其进行仿真,给出了仿真模型。其中对于非线性弹簧悬架采用摄动法进行求解。最终的数值仿真结果表明,悬架系统选用合适的非线性弹簧模型比采用线性模型更符合实际。而采用相对控制的半主动悬架可以获得更好的行驶平顺性和乘坐舒适性。     

套索传动特性建模分析

绳索的柔性与套索接触面间摩擦力使套索传动呈非线性,为实现套索精密传动,建立空间任意曲线状套索力和位移传动特性的静态模型和动态模型。结合LuGre动态摩擦模型进行动态模型仿真分析,搭建套索传动特性研究试验台,试验结果与静态模型分析及动态模型仿真结果吻合。结果表明:套索力和位移输入输出关系中的死区、迟滞、方向依赖性等非线性特性与套索接触面间摩擦因数、套索曲线全曲率及绳索等效弹性系数有关,与曲线挠率、全曲率半径、传动速度无关。针对套索传动特性的研究,对狭小空间作业套索驱动机器人末端执行器力位协调控制及精确抓取物体具有重要指导意义。     

基于多体力学模型的车辆侧翻仿真研究

利用多体系统动力学ADAMS软件建立某轿车的整车多体仿真模型,考虑了悬架、转向系统空间机构的几何非线性特性以及轮胎、衬套等部件的非线性,模型准确的表达了整车的动态特性;对车辆侧翻多种工况进行了仿真研究,仿真结果可以准确的表达真实车辆的侧翻特性,为实车试验提供了参考。     

考虑时变间隙的并联指向机构非线性模态分析

针对复杂空间机构的振动模型难以建立的问题,基于数轴法提出一种简便的并联指向机构振动模型建模方法,利用ANSYS模态分析证明了该方法的可行性。为了研究运动副间隙对机构模态特性的动态影响规律,考虑运动副残余刚度,提出了含间隙运动副的改进非线性等效刚度系数建立方法。将改进的非线性等效刚度系数嵌入机构振动模型,建立了考虑时变运动副间隙的非线性振动模型。利用ADAMS对考虑间隙的机构动力学进行仿真分析,根据仿真得到的间隙数据对受时变间隙影响的机构非线性模态特性进行分析。研究结果可以为并联指向机构的动态性能优化、振动抑制和故障诊断提供理论依据。     

电液伺服加载系统四连杆机构控制器设计

该文针对飞机起落架电液伺服加载过程中非线性传动机构的动态特性进行分析。确认在动态加载过程中因四连杆机构的非线性特性造成的系统动态跟踪效果不佳的具体原因,基于逆系统的思路找到了一种非线性数学模型与PID控制器结合的控制方法。采用模型预测的方法对系统进行误差补偿。使用简化了的电液伺服作动系统数学模型与该控制方法进行MATLAB/simulink仿真。使用此方法大大提高了起落架加载系统的动态跟踪性能。     

空气弹簧模型研究

基于空气动力学、流体力学及工程热力学等理论建立一种包括节流孔、连接管路和各个气室的空气弹簧非线性动力学模型(TPL-ASN模型)。利用SIMPACK动力学仿真软件及自行编写的空气弹簧动态特性仿真软件ASDS分别建立包含等效模型、线性模型和TPL-ASN模型的1/4车动力学仿真模型,并对某高速动车组空气弹簧进行不同激励幅值和频率下的动态特性仿真分析,将仿真计算获得的动刚度、阻尼比和传递比与试验结果对比。结果表明,等效模型和线性模型的仿真结果与试验结果差别较大,不能准确反映动刚度、阻尼比和传递比的幅变特性和频变特性,而TPL-ASN模型仿真结果与试验结果吻合度较高,能准确地反映动刚度、阻尼比和传递比的幅变特性和频变特性,表明所建立的TPL-ASN模型能够准确地模拟空气弹簧真实的非线性特性。     

力传感器模型辨识及动态补偿器设计北大核心

力传感器作为测控系统的最前端,其动态特性对测控系统特性有本质影响。为建立有效改善力传感器动态特性的补偿器方法,根据非线性最小二乘法建立了力传感器的动态数学模型,基于零极点配置法设计了力传感器的动态补偿环节。针对以上方法进行了系统辨识实验与动态补偿环节仿真设计。实验与仿真结果表明,非线性最小二乘法能够切合实际地建立非线性系统的辨识模型,零极点配置法所设计的动态补偿环节极大地改善了传感器的动态特性,可以将该补偿方法应用于工程实际当中。     

低预紧扭矩螺栓连接悬臂梁的2倍谐振响应

为准确获得光电设备中螺栓连接对系统结构动态响应特性的影响,研究了装配连接环节导致的非线性振动特性。采用单螺对栓连接悬臂梁模型,对螺栓连接引起的结构振动特性的改变进行了研究和实验。利用接触有限元方法对低预紧扭矩下结构非线性振动特性进行了时域数值积分仿真分析,给出了不同激励量级周期受迫激励下的相轨迹曲线;结合快速傅里叶分析方法,指出此模型在低预紧扭矩下存在1/2频率激励下的谐振现象。基于激振器实验,给出了实验自由振动响应幅值和受迫振动响应幅值的变化,证实了仿真结果的准确性。数值仿真和激振器实验均表明:激励量级越大,螺栓连接引起的非线性振动中自由振动分量对结构动态响应的影响越大。该方法对开展后续连接结构的非线性振动特性的研究有指导意义。     

冲击载荷下磁流变阻尼器动态特性分析及模型参数辨识

对自行设计的长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验,测试其在冲击载荷下的动态特性.通过采用非线性最小二乘法对试验数据拟合,得到基于Herschel-Bulkley磁流变液非线性本构特性的平行平板恒流模型能够准确描述,冲击载荷下后坐过程速度下降阶段磁流变阻尼器的动态特性.针对以上模型在高低速时函数表达不同且形式复杂的缺点,采用双曲正切函数描述低速时阻尼力随后坐速度平滑下降的特性,提出一种形式统一、表达简洁的磁流变阻尼器动态模型,并对模型中的参数进行了辨识.利用所提出的磁流变阻尼器动态模型,在Matlab/Simulink中建立磁流变阻尼器冲击后坐仿真平台,并对本次冲击试验进行数值仿真,结果表明仿真曲线与试验曲线吻合较好,证明以上简化模型的正确性.     

运行工况下风电传动系统机电耦合建模及其动态特性分析

为研究风电传动系统在变速变载运行工况下的机电耦合动态特性,构建的包括齿轮系统动力学模型、永磁同步发电机有限元模型以及风机运行控制模型的风电传动系统机电耦合模型,计入了齿轮时变啮合刚度以及发电机齿槽效应、磁饱和等非线性因素.仿真分析了风电传动系统在启动、发电运行工况下的动态响应和机电耦合动态特性.研究结果表明:启动工况下...     

静电微梁器件的降阶模型及其动态Pull-in不稳定性研究

微器件的设计需要利用计算机技术快速准确仿真其动态特性。以器件中结构件的模态振型函数作为基函数,结合Galerkin映射建立静电-结构耦合微梁器件的自由度缩减模型,该降阶模型能考虑初始轴向载荷、大变形几何非线性效应对器件基频及动态特性的影响。在Simulink~中建立单模态模型,并对器件的Pull-in过程进行动态仿真,分析了有阻尼和无阻尼情况下,静电器件动态Pull-in的分叉现象。