基于模糊神经网络开关磁阻电动机转矩观测

转矩脉动是开关磁阻电动机较为突出的缺点，出于电机设计和控制的目的，常需要实时在线测量电机的动态转矩，采用转矩传感器的方法既复杂、昂贵，在高速下又不准确。利用一种新型变结构模糊神经网络对开关磁阻电动机转矩特性进行学习，之后把它用于动态转矩的实时在线测量。仿真与试验结果表明此方法能够快速、准确的测量开关磁阻电机动态转矩。     

基于虚拟仪器的电机测控实验系统

在对比国内外电机特性测控系统的基础上,结合高校相关课程实验的需要,设计了基于虚拟仪器的电机实验系统.该系统利用磁粉制动器实现了对电机的加载,用数据采集卡和定时/计数卡实现对电机的控制,利用数字式转矩转速传感器采集转速与转矩信号;充分利用LabVIEW图形化开发平台的优势,将电机的控制和测试变得智能化;在机械结构的设计上,通过不同尺寸联轴器的拆装使该测试系统能适用于不同电机的控制和特性测量.利用此系统可以方便地对电机的控制性能进行测试.     

磁齿轮啮合型电机齿槽转矩影响因素分析

磁齿轮啮合型电机是一种具有新颖电磁结构的永磁驱动元件,其具有转矩密度高、低速转矩大等优点。在分析所研究磁齿轮啮合型电机工作原理和齿槽转矩表达式后,得出了影响磁齿轮啮合型电机齿槽转矩的几个因素,利用有限元的方法建立了电机二维模型,对影响电机齿槽转矩及其波动的各种因素进行了仿真分析,得到了齿槽转矩及波动与电机结构尺寸和永磁体材料的变化关系。     

低速高转矩密度永磁同步电机的设计研究

针对目前桨翼飞行器用驱动电机转矩密度低的问题,从电磁、水冷、结构等多方面入手,设计了一款低速高转矩密度永磁同步电机(PMSM).首先,根据技术指标设计电磁方案,研究了永磁同步电机的转矩特性,提高额定工况下的转矩输出能力;其次,设计一种轴向外流道水冷系统,仿真结果表明散热效果明显;最后,对电机结构进行优化,实现电机轻量化...     

压缩机用无刷直流电机的设计与研究

针对电机的性能要求指标,根据电机电磁设计方法来确定电机的主要尺寸。无刷直流电机的转矩波动会引起电机的振动、产生电机噪声,从而影响电机的性能。齿槽转矩是引起电机转矩波动的重要因素,基于Maxwell建立该电机的二维模型,对其进行有限元分析,并利用不等厚永磁体的方法来降低该电机的齿槽转矩。最后通过Maxwell仿真对比,验证降低齿槽转矩方法的可行性。     

转轴扭曲及单元组合对潜油螺杆泵直驱永磁电机转矩脉动的影响研究

针对潜油螺杆泵直驱永磁电机负载运行时,其细长轴发生的扭曲形变及单元组合式结构带来的转矩脉动问题,利用有限元仿真分析,对该潜油电机负载运行时转轴扭曲角度进行了准确计算,详细分析并验证了该潜油电机转轴扭曲角度与转矩脉动之间的关系,研究了单元组合式的特殊结构对该潜油电机转矩脉动的影响,通过理论分析了其影响程度,找到了削弱单元组合式结构带来的转矩脉动的方法,并通过研制样机及样机实验,检验了此种削弱方法的有效性。研究结果表明:该潜油电机转轴扭转角度较小,对电机转矩脉动的影响很小;单元组合式的结构对该潜油电机的转矩脉动影响较大,通过改变相邻单元电机定子的相对位置可有效削弱由此带来的转矩脉动,为削弱单元组合式电机转矩脉动提供了思路。     

基于轴角检测的力矩电机转矩控制系统

设计并实现了基于轴角检测的力矩电机转矩控制系统.重点讨论了由旋转变压器和旋转变压器/数字转换器构成的电机轴角检测电路的设计;详细分析了二者之间以及轴角检测电路与主控芯片之间的数据传输方式;创新设计了基于OPA548的电机驱动电路,并利用PWM调制,编程实现了电机转矩的控制.实验结果表明,系统设计合理,电机轴角检测电路准确可行,电机转矩控制精确.     

永磁同步电机转子表面辅助槽 对齿槽转矩的影响研究

针对永磁同步电机存在的齿槽转矩过高引起的电机振动噪声问题,对转子表面辅助槽结构进行了优化。通过永磁同步电机齿槽转矩产生的原理,分析了转子结构对电机齿槽转矩的影响,探讨了转子表面辅助槽结构与电机齿槽转矩的关系,并进行了推导归纳;利用有限元软件搭建了8极48槽内置式永磁同步电机模型,以该内置式永磁同步电机模型为载体,通过改变气隙磁密谐波分量,采用多目标遗传算法计算出了辅助槽个数、位置和深度3个设计变量的最优解,得到了辅助槽结构的最佳设计方案。研究结果表明:采用优化后的转子表面辅助槽结构,可以有效降低内置式永磁同步电机的齿槽转矩,增加气隙磁密基波幅值,降低了5次和7次谐波幅值,使齿槽转矩峰值降低了76.2%,并且保证电机性能不降低。     

双臂机器人动力学建模与伺服系统控制

针对双臂机器人的手臂运动控制问题,研究了其动力学建模与伺服系统控制算法。首先,对其双臂机械结构进行了分析,总结了各个关节对机器人末端位姿的影响,并且简化了动力学方程更利于实现。其次针对简化后的模型参数采用最小二乘法辨识,最后通过仿真和系统实验,验证动力学计算结果的正确性。再次由机器人动力学和电机动力学建立关节转矩模型进行关节转矩力控制;最后讨论了交流永磁同步电机的建模和控制问题。经过验证简化后的模型一方面等效于直流电机便于设计控制器,另一方面可用于机器人关节转矩控制。     

基于LabVIEW的电机转速转矩测量系统设计

传统的电机性能参数测量系统一般以单片机为核心,包含用户接口、输出显示等功能,但这些产品都是以硬件为核心,使得与用户的交互和功能的修改都很不方便。现基于Lab VIEW软件平台,设计一个电机转矩转速测量系统,利用JN338转矩转速传感器检测电机驱动控制系统的转矩、转速信号,然后利用DAQ数据采集卡采集从JN338转矩转速传感器出来的转矩、转速信号,并利用Lab VIEW软件对测量的信号进行计算处理,得出实际转矩、转速大小及波形;另外,测量系统界面设计十分人性化。     

Automatic separation method for generation of reconfigurable 6R robot dynamics equations

A reconfigurable 6R kinematic robotic model, named the Reconfigurable Puma–Fanuc (RPF) model, was developed by leveraging the similarities between different robotic systems in a unified approach. This model involves properties of all unified robots which allow the robot model to easily change from one configuration to another which produce this model to be reconfigurable. The objective of this study is to automatically generate dynamic equations for the RPF model. For the symbolic calculation of the RPF dynamic equations, the recursive Newton–Euler algorithm is employed using the symbolic algebra package MAPLE 10®. This dynamic model is named the Reconfigurable Puma–Fanuc Dynamic Model (RPFDM). The significance of the RPFDM is that it automatically generates each element of the inertia matrix A, Coriolis torque matrix B, centrifugal torque matrix C, and the gravity torque vector G using newly developed Automatic Separation Method (ASM). The RPFDM model is extended to the RPFDM+ model by coupling the dynamics of the actuator motors. As a numerical example, the dynamic equations for the PUMA 560 robot are obtained and compared to parameters presented in the literature.     

轮毂打磨5-DOF机械臂动力学建模与驱动参数预估

提出了一种基于2-UPS+UPU机构的5-DOF机械臂,建立了机械臂的手腕运动状态与其关节驱动参数之间的传递方程显式表达式,从而得到机械臂的伺服电机驱动参数峰值预估模型,计算出各伺服电机中的驱动转速最大理论值为25.1r/s,驱动力矩最大理论值为6.2N*m。以一组具体的结构参数作为算例,计算出伺服电机中的驱动转速最大值为18.7r/s,驱动力矩最大值为4.73N*m,算例伺服电机选型的预估功率为700W,证明了伺服电机峰值驱动参数预估模型的合理性。     

软体机械臂控制方法研究现状及展望

软体机械臂由于具有多自由度、高灵活性、较强的环境适应能力以及安全可交互性高等优势,近年来在生物医疗和海洋 勘探等诸多领域得到广泛应用。 软体机械臂采用高度可变形的柔性材料制作而成,由于其材料的非线性特征,软体机械臂的精 确控制一直是该领域的研究重点和难点,国内外研究人员针对软体机械臂的控制方法开展了大量研究并取得了较大进展。 但 是目前仍然存在若干问题,亟待探讨解决方法。 为此,本文梳理了近十年来国内外研究人员在软体机械臂的运动控制方法上取 得的研究成果,分析总结了目前软体机械臂常用的控制方法和最新技术等,指出了软体机械臂控制面临的难题与挑战,并对软 体机械臂控制方法的未来发展方向进行了探讨和展望。     

ANALYTICAL MODEL ALGORITHM FOR DYNAMICS OF ROBOTIC MANIPULATORS

ＡＮＡＬＹＴＩＣＡＬＭＯＤＥＬＡＬＧＯＲＩＴＨＭＦＯＲＤＹＮＡＭＩＣＳＯＦＲＯＢＯＴＩＣＭＡＮＩＰＵＬＡＴＯＲＳＡＮＡＬＹＴＩＣＡＬＭＯＤＥＬＡＬＧＯＲＩＴＨＭＦＯＲＤＹＮＡＭＩＣＳＯＦＲＯＢＯＴＩＣＭＡＮＩＰＵＬＡＴＯＲＳＸｕＬｉｊｕＦａｎＳｈｏｕ...     

活塞式气动马达脉动转矩解析

文章根据活塞式气动马达的结构和工作原理,推导出其单一的理论转矩解析式。这个解析式比现有的分段函数能更清楚地表达转矩的脉动规律,便于工程应用。其方法也适用于其他活塞数的气动马达或液压马达转矩的推导。     

基于AVR平台的六自由度仿人机械手臂控制算法研究

传统机械手臂各关节常用电机来驱动,其驱动系统较为复杂,设计难度较大。提出以AVR为控制平台,以舵机作为机械臂各关节驱动,并着重介绍了基于舵机特有的工作方式而提出的一种可以对该机械臂各关节运动速度、方向和运动量进行控制的算法。该算法同时还具备可扩展性等优点,即可以对由舵机驱动的更多自由度的机械手臂进行实时控制。     

Dynamic load-carrying capacity of mobile-base flexible joint manipulators

A computational technique for obtaining the maximum load-carrying capacity of robotic manipulators with joint elasticity is described while different base positions are considered. The maximum load-carrying capacity which can be achieved by a robotic manipulator during a given trajectory is limited by a number of factors. Probably the most important factors are the actuator limitations, joint elasticity (transmissions, reducers and servo drive system) and relative configuration of the robot with respect to its base. Therefore, both actuator torque capacity constraint considering typical torque-speed characteristics of DC motors and trajectory accuracy constraints considering a series of spherical bounds centred at each desired trajectory are applied as the main constraints. For the desired trajectory of load, different base locations are considered. It is seen that the load-carrying capacity at different base positions is different due to distinct dynamic effects of links and load motions on joint actuators. Then, a general computational algorithm for a multi-link case on a given trajectory and different base location is laid out in detail. Finally, two numerical examples involving a two-link manipulator and a PUMA robot using the method are presented. The obtained results illustrate the effect of base location, dual actuator torque and end effector precision constraints on load-carrying capacity on a given trajectory .     

顶驱水龙头——钻井马达总成的结构设计

在分析现有顶驱水龙头——钻井马达总成结构的基础上,设计了一种结构新颖的顶驱水龙头——钻井马达总成,采用两台柱塞式液压马达驱动二级齿轮减速机构,能满足上卸扣等作业低速大扭矩的动力要求。     

一种仿章鱼腕足柔性模块的设计与运动控制

针对软体机器人由于刚度太低且是连续变形，故很难进行运动控制的问题，提出一种由形状记忆合金弹簧驱动的柔性机械臂。机械臂由３Ｄ打印制造而成，内部嵌入３个线性霍尔传感器，用于测量柔性臂弯曲运动。通过压缩补偿计算可以精确控制弯曲运动。实验结果表明，该柔性机械臂可以以较高精度进行三维运动。