基于改进型Smith预估器的同步施工网络控制系统

根据同步施工网络控制系统的控制原理,分析了时变、随机和不确定的网络时延对同步误差控制所产生的影响。针对传统Smith预估器用于多被控对象同步控制时存在的缺陷与不足进行了分析,提出了一种改进型Smith预估器,实现了对网络时延、被控对象纯滞后因子以及同步误差控制器的多重Smith预估补偿,将其从内部反馈回路中彻底消除,预估模型无需预估与在线测量其大小与变化规律。通过基于控制器局域网络(controller area network,简称CAN)的盾构管片拼装机同步网络控制系统,对常规比例积分微分(proportion integral derivative,简称PID)同步网络控制和基于改进型Smith预估器的PID同步网络控制性能进行了仿真对比分析,并通过实验进行了验证。结果表明,常规PID网络控制同步误差为-3～3mm,基于改进型Smith预估器的PID网络控制同步误差为-1.5～1.5mm,后者可显著提高同步施工网络控制系统的同步控制性能与精度。     

履带式移动机器人轨迹跟踪控制技术研究

随着移动机器人在工业、农业、军事等领域中的广泛应用,对其自主运动控制技术的需求逐渐增大.为了实现履带式移动机器人的轨迹跟踪控制,建立了运动学模型和轨迹跟踪动态误差模型.基于Lyapunov稳定性理论,提出了一种状态反馈控制律,并通过Lyapunov函数对控制律的稳定性进行了证明.为了评估所提出控制律的性能,在Matlab/Simulink环境下分别进行了直线轨迹跟踪和圆形轨迹跟踪仿真实验.仿真实验结果表明,所设计的控制律能够快速有效地实现直线轨迹跟踪与圆形轨迹跟踪,具有较好的控制效果,可应用于履带式移动机器人轨迹跟踪控制的实际项目中.     

基于永磁无刷轮毂电机的矢量跟踪观测器研究

在电动汽车轮毂电机直接驱动应用时,为避免出现较大转矩脉动,高精度的位置信息十分关键。提出一种改进方法,用于永磁无刷轮毂电机的正弦波矢量控制。矢量跟踪位置观测器结合霍尔传感器的输出信号可精确地提取出转子位置信息,结构包括基于定子侧反电动势向量的位置误差检测器和使位置误差快速收敛到零的比例积分型控制器。该结构不仅解决了霍尔传感器的低精度的缺陷,而且还增强了它们的动态位置检测能力。所提出的方法已经用于永磁无刷轮毂电机汽车驱动器中并进行了实验验证。     

GaN电感耦合等离子体刻蚀的优化和损伤分析

通过分别改变电感耦合等离子体(ICP)刻蚀过程中的ICP功率和DC偏压,对ICP刻蚀GaN材料的工艺条件和损伤情况进行了系统的研究。刻蚀后表面的损伤和形貌通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、电子能谱(EDS)、荧光光谱(PL)等技术进行表征和分析。实验结果表明,刻蚀速率随ICP功率和DC偏压的增加而增加;刻蚀损伤与DC偏压成正比,而与ICP功率的关系较为复杂。实验中观测到刻蚀后GaN样品的荧光光谱带边发射峰和黄带发射峰的强度均有明显下降,这意味着刻蚀产生的缺陷中存在非辐射复合中心,并且该非辐射复合中心的密度与DC偏压成正比。为了兼顾高刻蚀速率和低刻蚀损伤,建议使用高ICP功率(450 W)和低DC偏压(300 V)进行ICP刻蚀。     

光伏并网逆变中全桥LLC谐振技术的应用

传统家庭式光伏并网逆变器中的升压电源多采用脉宽调制(PWM)硬开关推挽升压技术,存在开关损耗大、转换效率低以及故障率高等缺点。针对上述问题,提出一种在家庭式光伏升压电源中应用全桥LLC谐振软开关技术的方法。分析了全桥LLC变换器中谐振元件的参数和变压器的设计;通过Saber仿真验证了理论参数的可行性;最后研制了一台250 W基于全桥LLC谐振结构并采用脉冲频率调制(PFM)的家庭式光伏升压电源样机。实验结果表明,该电源样机输入电压为20~40V可调,输出电压可恒定为360V;在整个输入电压范围内均实现了开关管的零电压开关(ZVS)。所提升压电源提高了光伏升压电源的效率,同时满足了节能减排要求。