分数阶控制器的数字实现及其特性

针对分数阶控制器数值计算和应用难的问题,研究了分数阶控制器的数字实现方法和控制特性．取Grunwald-Letnikov定义有限项,并直接离散化,得到有限记忆数字实现法;利用Tustin算子生成函数把分数阶微分由复频域变换到Z域,然后用连分式展开式CFE(continued fraction expansion)近似展开,可得到Tustin CFE数字实现法．两种方法的频域对比分析表明Tustin CFE法优于有限记忆法．采用设计的分数阶控制器的数字实现方法,对分数阶控制器和传统PID控制器的控制性能进行了对比实验分析．研究结果表明:分数阶控制器对非线性具有较强的控制能力．     

基于增强并行口EPP协议的CAN控制器设计

CAN总线接口卡以ISA和PCI居多，现场测试不方便。EPP是双向数据传输的增强并行口协议，速度较高，扩展方便，手提电脑均支持。详细分析了EPP协议的工作特点，用可编辑器件GAL实现了接口协议转换，给出了便携式CAN控制器的硬件组成及软件设计实现，并对硬件设计做了详尽的分析。     

压电位移放大机构的力学解析模型及有限元分析

研究了压电位移放大机构的运动学和动力学建模问题。基于能量守恒原理和弹性梁弯曲理论推导了桥式位移放大机构的位移放大比等静力学解析模型;在此基础上,通过拉格朗日方程建立了桥式位移放大机构的固有频率解析模型。通过有限元计算验证和分析了提出的解析模型的可行性和优越性,并与国内外典型的位移放大比数学模型进行了比较。结果表明:由于本文提出的模型考虑了位移放大机构的拉伸和弯曲变形,并且摒弃了国内外普遍采用近似几何关系进行数学推导的思路,因此所建立的位移放大比解析模型精度更高;固有频率解析计算结果与有限元模态分析结果的相对误差约为5%。得到的结果显示:本文给出的建模方法以及位移放大比、固有频率等解析模型可为柔性机构的优化设计和研制提供依据和参考。     

基于Internet的远程测控技术

本文从工业控制技术发展出发,结合Internet技术给出了基于Internet远程控制系统的组成,详细分析了远程测控技术的现状,最后介绍了基于Internet远程测控系统的应用和前景。     

开关磁阻电机分数阶PI调速控制器设计

在开关磁阻电机调速系统中,基于常规的PI控制,设计了分数阶PI转速闭环调速控制系统。在速度环和电流环中,分数阶积分用于积分环节,把分数阶微积分的扩展系统参数稳定域及比整数阶好的时域和频率特性用于非线性的开关磁阻电机调速控制系统中。采用直接离散法,将连续分数阶积分通过双线性变换离散化,并用连分式近似展开获得分数阶积分算子的数字实现。在MATLAB/Simulink中,建立了三相6/4极开关磁阻电机调速系统的仿真模型,与常规PI控制进行了比较,结果验证了该方法的有效性。     

异常压裂机理分析与对策

煤层、泥灰岩、火山岩、砾岩等特殊岩层压裂时,往往出现异常现象,所形成的裂缝几何形状存在多样性,或有多裂缝形成,表现为裂缝中途转向、滤失量大增、异常施工压力等。这些现象已被人们认识到,但在施工中采取的工艺措施却有很大差别,或存在缺陷,在增产效果上没有取得大的突破。在分析异常压裂裂缝延伸机理的同时,总结以往施工经验教训,寻找最优施工工艺,使特殊岩层的压裂增产效果取得突破。     

新型双臂菱形压电柔性机构理论设计与建模

针对目前传统菱形位移放大机构的输出刚度、固有频率和位移放大比无法同时提高的问题,提出了一种双臂复合菱形柔性机构,并介绍了其理论设计与建模方法。基于欧拉-伯努利梁理论和卡氏第二定理,推导出双臂复合菱形柔性机构的位移放大比和刚度解析模型,利用拉格朗日方程建立了该柔性机构的固有频率解析模型,并通过商业有限元软件验证了解析模型的准确性。根据理论计算结果,通过电火花切割工艺加工出复合柔性机构,并与相同尺寸参数的传统菱形位移放大机构进行实验比较研究。实验结果表明,压电双层臂柔性机构的固有频率为1330Hz,位移放大比为4.2,同时提高了固有频率和放大比。此外,所建立的位移放大比和固有频率力学解析模型可以为新型压电柔性机构的优化设计提供理论指导。     

多方向实车振动路谱对电池容量和阻抗特性影响的试验研究EI北大核心CSCD

针对动力电池特性参数受振动影响会导致其状态估计精度受到干扰而目前又没有统一测试规范的问题,提出一种基于多方向实车振动路谱探究电池模组容量和阻抗特性的试验研究方法。通过分析国内外电池振动测试标准,提出采用实车路谱的必要性,然后设计采集系统获取强化道路下的电池包多方向振动信号,计算其功率谱密度估计,并选取能量集中频率区间分段拟合,构建适用于一般振动台的随机振动曲线。最后搭建了振动放电试验系统,以电池模组为对象还原实车中的安装形式与预紧力,进行振动工况下的标准放电和脉冲特性测试。结果表明:路面激励传递到电池包存在明显能量衰减和敏感方向,电池包振动加速度小于2g且能量集中于50Hz以下;一般的强化道路振动对动力电池放电容量并无明显影响,但会引起直流内阻产生不超过10%的增大。研究结果将为考虑振动因素的动力电池状态估计与故障诊断提供支撑。     

汽车悬架同步振动抑制与能量收集综述与展望

悬架是汽车中的核心关键部件，具有承载和减振的双重功能。传统的悬架系统采用黏性液体或干摩擦阻尼器将振动能量转化为热量耗散出去实现减振，造成能量浪费，这尤其对新能源汽车不利。近十年来，既能抑制振动又能收集电能的新型悬架系统受到了高度关注和广泛研究。为了全面掌握汽车悬架同步振动抑制与能量收集技术领域的最新进展，回顾汽车悬架的发展历程，总结汽车悬架从路面激励中可收集的振动能量，重点梳理汽车能量回收悬架技术研究现状，探讨当前面临的技术挑战并对未来发展方向进行了展望。该研究有助于国内同行快速准确地掌握本领域的技术现状，有望为国内新型汽车悬架技术的发展提供重要参考。     

人体运动俘能背包的输出功率建模与多参数耦合因素研究

人-机电耦合俘能背包的输出功率的影响因素复杂,缺乏合理的建模设计方法,因此本文基于机械振动和电路理论建立了人体运动俘能背包的功率输出模型。采用理论模型数值仿真分析了人体负重质量、增速比和行走运动对俘能功率的影响。设计了一种电磁式俘能背包,并搭建了多参数测试系统,实验研究了不同负重质量、运动速度、增速比及其耦合情况下对俘能功率的影响。多参数耦合与阻抗匹配实验结果表明:俘能功率随着负重质量和行走速度的增大而增大,而且在人-机电耦合情况下存在最优增速器增速比和最优外接阻抗使背包输出功率最大。理论和实验结果表明设计的功率输出模型可以为人-机电耦合俘能背包参数设计提供较好的理论指导。