基于二阶欠阻尼阶跃响应的收获机割台液压缸选型分析

割台是谷物收获机的重要组成部分,割台性能的好坏决定着收获机在收获作业时的作业质量。割台液压缸选型确定方面,传统方式大多采用对割台质量及液压系统工作负载进行分析,利用经典力学的方式进行割台油缸的选型。随着自动控制理论的发展,割台高度闭环控制技术也越来越多地开始出现在国外领先收获机机型上,仅考虑力学负载分析的方法已经无法满足割台高度自动控制系统的需要。针对控制系统稳态分析的要求,割台油缸在满足工作负载的前提下,还需考虑系统的超调量、反应时间及过调震荡时间等因素。为此,进行割台升降运动过程建模分析,论证出割台控制模型为二阶欠阻尼模型系统,发现固有频率ωn与阻尼比ζ决定着系统动态指标。通过对液压缸内部分析,求出了割台液压缸系统的传递函数,确定出当其他机械参数不变时,割台油缸的管径影响着割台液压缸系统的固有频率ωn与阻尼比ζ。综合采用上升时间tr、峰值时间tp、超调量σ%和调节时间ts等4种系统稳态指标确定了最佳割台油缸参数,并进行了Amesim仿真试验。研究结果为后续无人驾驶谷物联合收获机的研发设计提供了割台装置控制策略的理论依据。

直流电子式电压互感器阶跃响应特性现场试验方法及装置

直流电压互感器的暂态阶跃特性对直流系统控保装置至关重要,首先研究了影响直流电子式电压互感器暂态传变特性的因素,分析了阶跃响应技术参数及其试验装置性能指标要求。基于此,提出一种直流电压互感器阶跃响应特性现场试验方法,研制出基于固态开关的阶跃电压源及试验装置,实现了陡上升、长脉宽方波电压输出和暂态信号的同步测量。试验结果表明,提出的直流电子式电压互感器阶跃响应特性现场试验方法及装置满足标准规定要求,并在实际±500 kV直流工程换流站开展了阶跃响应现场试验,为直流电压互感器的暂态性能测试和评估提供了技术依据。

柔性直流光纤电流互感器阶跃响应特性研究

传统直流光纤电流互感器无法满足柔性直流输电工程的高速响应需求,因此需要研究直流光纤电流互感器的阶跃响应特性及其动态性能改善方法。文中结合直流光纤电流互感器的离散数学模型,对其动态特性进行了全面的仿真、计算和实验研究,结果表明:影响直流光纤电流互感器阶跃响应特性的关键参数是渡越时间、前向通道增益、滤波器阶数和通讯延迟。搭建了直流光纤电流互感器阶跃响应测试平台,经参数优化后的直流光纤电流互感器的阶跃响应上升时间小于50μs,满足相关应用要求。

闭环全光纤电流互感器阶跃响应上升时间研究

应用于柔性直流输电工程的闭环全光纤电流互感器(FOCT)为满足工程应用,需使用长距离保偏光缆实现偏振光信号的远距离传输,对其阶跃响应上升时间的影响尚未论证。此处从工作原理及输出特性两个方面分析了闭环FOCT采用M阶滑动平均滤波器特性、阶跃响应上升时间,并进行了仿真及试验验证,结果表明:影响阶跃响应上升时间的关键因素为光路渡越时间和滑动平均滤波器阶数,滤波器积分时间与闭环FOCT阶跃响应上升时间正相关;增加300m保偏光缆后闭环FOCT阶跃响应上升时间显著增加,通过控制滑动平均滤波器的积分时间可使闭环FOCT阶跃响应上升时间及测量性能与不增加长距离保偏光缆保持一致,解决了闭环FOCT增加保偏光缆引起阶跃响应上升时间增加的问题,满足柔性直流输电工程对其快速响应及特性稳定的需求。

基本IEC标准的核级控制阀阶跃响应特性的试验研究

目前国内尚未对控制阀阶跃响应试验及方法进行强制要求,其研究也相对于国外处于落后水平。针对以上情况,以先进试验设备进行试验,研究控制阀的阶跃响应特性的意义,基于IEC 60534-9:2015 Industrial-process control valves-Part9标准的试验方法,以核级控制阀为例,梳理控制阀阶跃输入响应测量的试验条件,并逐步进行基准试验的测试、小阶跃试验的测试、响应时间试验的测试和数据采集,经过分析判定控制阀阶跃响应的意义和是否满足工艺系统需求。

六维腕力传感器阶跃响应的实验建模

基于阶跃响应法的动态标定实验数据 ,采用系统辨识方法建立机器人六维腕力传感器 6个转换通道的动态数学模型 ,确定频域性能指标 ,全面。

传递函数辨识(1):阶跃响应两点法和三点法

传递函数是经典控制理论中用来描述工业过程特征最为常用的数学模型。许多化工过程PID控制器的设计都是基于系统的传递函数模型。本工作利用系统的阶跃响应观测数据,提出了辨识一阶系统、二阶系统、三阶系统传递函数参数的两点法、三点法。这些代数确定传递函数参数的两点法和三点法机理清晰、易于理解,避免了求解超越代数方程的困难。

一种直流电流互感器阶跃响应校验系统

为了实现直流电流互感器阶跃响应延迟时间和上升/下降时间等暂态性能参数的校验,提高直流互感器的暂态特性试验能力,在分析直流互感器稳态校验技术和暂态阶跃响应校验特性的基础上,研制了一种基于重采样技术和LabVIEW测量技术的直流电流互感器的阶跃响应校验系统。在实验室对全光纤电子式直流电流互感器阶跃响应特性进行试验,试验结果表明该校验装置能够准确测量直流电流互感器阶跃响应延迟时间和上升/下降时间等暂态性能参数,有效提高对直流互感器性能的甄别能力。

水泥分解炉温度控制过程的阶跃响应建模与仿真

根据从新型干法水泥分解炉温度控制过程中采集的实测数据,选取从过渡工况到动态稳定工况过程中的典型数据段,用阶跃响应法建立分解炉温度控制过程稳态工作点附近的二阶惯性加纯滞后数学模型;以分解炉出口温度偏差及偏差变化率为输入变量,尾煤变化量为输出变量,使用MATLAB的Fuzzy Logic工具箱设计二维模糊控制器,并在稳态阶段引入PID以消除稳态误差。

双积分系统阶跃响应快速无超调控制:一种增益切换非线性PD控制

采用标准PD或PID控制器镇定双积分对象时,系统的阶跃响应必然存在超调;为此,设计了一种可以切换增益的非线性PD控制器,给出了系统阶跃响应无超调的充要条件,以及减小调节时间的方法.采用的切换规律是:当误差的幅值大于设定门限时,设计好的快速PD控制器投入工作,以加快误差的收敛;当误差的幅值小于设定门限时,设计好的强阻尼PD控制器投入工作,以抑制可能出现的超调.通过这两个控制器的配合作用,既能实现阶跃响应无超调,又能有效减小调节时间.仿真验证了该结论.

基于阶跃响应的非自衡对象预测控制

针对现有非自衡对象 DMC算法预测模型不易建立的局限性 ,提出一种基于非自衡对象阶跃响应的 DMC算法。分析与仿真结果表明 ,该算法对于设定值变化和输入扰动均无控制余差 ,且预测模型易于建立。

利用阶跃响应求解一阶加纯滞后系统参数区间的鲁棒辨识算法

基于模型结构的先验信息,提出一种新的鲁棒辨识算法。辨识结果为模型的参数集合,即可给出辨识参数的区间。证明模型实际参数一定落在这个集合中。仿真实例表明这种算法的有效性和实用性。

一种基于阶跃响应的理想频率信号源及频域分析的研究

为解决以阶跃信号为激励的阶跃时域响应法难以掌握分析对象本质特性的问题,深入分析了阶跃信号的频谱特性,指明阶跃实质上是一种频率响应法的理想频率信号激励源,首次提出了阶跃响应不仅可用于时域分析,而且能充当回路频域分析的数据源,并设计采用了点频滤波器将阶跃响应用于回路频域分析.仿真试验和实际应用结果验证了文中提出的基于阶跃响应频域分析方法的正确性和有效性.

基于阶跃响应的环形行波式超声马达特性测量

从超声马达转子的运动方程入手，在假定转子受定常阻尼的条件下，求解出阶跃响应，并由此推导出超声马达的输出特性。利用阶跃响应和传统的悬挂砝码的方法分别测量了环形行波式超声马达的负载特性，实验结果表明，两种方法之间的测量误差优于１０％。

阶跃响应法在小电流接地系统故障选线与测距中的应用

小电流接地系统发生单相接地后,分析对外施阶跃激励,所有线路在某一特定频率下幅值达到最大,故障线路幅频响应最大值等于所有非故障线路幅频响应最大值之和,相位相反;且幅频特性峰值及其对应频率与故障位置存在严格的解析映射关系,据此构造了基于注入信号的小电流接地系统单相接地故障选线和测距的"阶跃响应法".仿真实验表明,该方法受过渡电阻影响很小,能够实现准确选线和精确定位.

基于阶跃响应的带纯滞后闭环辨识新方法

先进控制成功应用的关键是精确模型的建立,传统的辨识方法受测试条件和稳定生产要求的制约,难以在工业现场得到满意的应用。根据大量工业现场的需求提出了一种新型的针对带有纯滞后环节的连续系统,基于阶跃响应测试的闭环辨识方法。该方法采用带控制器的迭代辅助变量最小二乘法,解决了纯滞后时间估计和闭环系统可辨识性的问题。采用Monte Carlo实验验证了该算法的无偏性和有效性,通过仿真研究和实际应用表明该方法具有较高的精度和较强的鲁棒性,并能够适用于非自衡对象。

基于阶跃响应的4f系统逆滤波去噪方法

针对目前常规器件构成的4f信息光学系统空不变性能不足的问题,为在现有条件下对4f信息光学系统使用逆滤波方法现实去噪提出一种改进方法。该方法利用光学系统的并行优势,通过一次光学实验获取所有输入点扩散函数的组合信息——系统的阶跃响应,再利用线性性质对输出图像进行逆滤波去噪。实验结果表明,该方法在现有常规器件条件下实现了逆滤波,能明显改善4f系统输出图像质量并很好的保留凸显细节信息,并且不增加光学试验的复杂度和时间,同时还可以降低后期逆滤波算法的复杂度,节省计算时间。

利用阶跃响应的4f光学系统图像复原

4f系统的输出图像存在带限低通、随机噪声和相干噪声并存的特点,对其进行复原处理时不仅要注重保护细节,而且还要处理高频随机噪声和低频相干条纹。为了提高其图像质量,针对这些特点提出了一套图像处理方案。首先,利用4f系统的阶跃响应获取相干噪声的位置和强度的先验信息;然后,对阶跃响应图像和待复原的图像分别进行同样过程和侧重保护图像细节的随机噪声去除,利用4f系统的线性特性将两幅去除随机噪声后的图像进行点除以消去相干噪声来完成复原。实验表明,该方案对峰峰信噪比和结构相似度指数都有很好的复原效果,其分别提高了5db和6%左右;从视觉效果上看,该方法很好地保护了图像细节,符合4f系统的要求。

基于阶跃响应的反向响应过程的预测函数控制

通过分析被控过程产生反向响应的内在机理,基于过程阶跃响应系数利用预测函数控制算法实现反向响应过程的控制。将系统控制结构归结为内模控制结构,并在此基础上给出控制系统的鲁棒稳定性证明。该方法的优点是所得控制器结构简单、参数易于调节,且所给方法也适用于其他非最小相位系统的控制。实验结果证实该方法有很强的抗干扰能力和较好鲁棒性。

两类基于阶跃响应和脉冲响应的模型降阶方法

借助阶跃响应建模法和矩建模法的基本思想 ,将其应用于模型降阶 ,分别得到图解降阶法和矩降阶法 ;通过大量仿真 。