基于Matlab平台的球形电机控制器设计

针对直流永磁球形电机的控制原理,提出了基于洛伦兹力的直流永磁球形电机的矢量控制方法。在Matlab平台上实现该球形电机控制算法,同时验证了该算法。利用Matlab设计了球形电机控制器的上位机程序,并以DSP2407为控制器制作了球形电机控制器的硬件部分。实验结果展现了球形电机控制器的性能,实现了球形电机洛伦兹力矢量控制。

基于洛伦兹力三自由度球形电机的矢量控制

针对永磁球形电机结构和洛伦兹力的控制方法,借鉴单自由度永磁同步电机的矢量控制,提出一种基于球面切矢量的球形电机控制算法。该控制算法通过球面空间的矢量分析和四元数计算,获得球面切矢量,进而解得控制电机定子各个线圈中电流所产生的洛伦兹力,实现球形电机的点到点运动。仿真实验给出了该算法的实验结果,实验结果表明,该算法下,球形电机的球面切矢量得到计算,获得的矢量将直接应用于永磁球形电机洛伦兹力的控制。

《电机与拖动基础》教学实践方法改进探索

本文根据应用型本科电气工程及其自动化人才培养目标,从建立电机学科体系角度出发,对《电机与拖动基础》教学、实践等方面进行了深入探索.并根据电机学科体系的需求和发展,对教学侧重点进行规划.同时利用现有条件,增加了Maxwell的仿真实验提高教学实践环节的水平,促进应用型人才的培养.

一种带姿态检测的水域水质检测自组织节点设计

无线自组网系统有着较强的鲁棒性,但对于一个节点来说,节点容易消亡。针对水域特定检测环境,利用ZigBee、GPRS以及姿态检测技术,设计了一种带姿态检测的水域水质检测的自组织节点,利用MEMS陀螺仪增强节点对自身的环境的感知能力,并通过差速电机驱动模块微调能力增强节点的稳定性,实现了带姿态检测的水域水质检测节点。

三自由度球型电机检测系统研究

三自由度球型电机的检测技术是三自由度电机控制的重要技术,文章针对三自由度球型电机的检测技术,分析了三自由度电机的姿态检测、转速检测和转矩检测的方法。利用MEMS六轴传感器MPU6050的加速度、角速度和角度测量,完成对电机的检测系统研究,并设计了基于Labview的三自由度电机检测系统平台实物,通过MATLAB对传感器测量数据计算,验证了间接检测的有效性。

基于Labview的多通道数据采集系统设计

围绕多通道数据采集系统,提出了基于Labview的多通道数据采集系统设计,该采集系统主要由硬件系统和Labview软件系统组成。硬件系统主要介绍了调理电路与数据采集卡选型;软件系统重点介绍了数据采集、滤波与存储,通道波形回放,模拟信号输出三个模块的Labview程序设计。所设计的系统能够为各种现场的多通道数据采集系统提供一定的指导作用与实践参考。

一种新型多功能电动自行车充电站的设计

为了解决电动自行车在行驶过程中由于电量不足而无法行驶的问题,很有必要在道路两侧普及安装电动自行车充电站,还应满足快速充电和多功能充电的需求。这里介绍了一种新型多功能电动自行车充电站的设计。系统采用恒流、恒压、涓流的三阶段充电法;主电路主要由单相不控整流和两级Buck电路组成;控制系统采用了凌阳SPCE061A单片机,借助UC3842、SG3525、TL494来实现充电控制。该系统有较好的人机交互界面,不仅能快速充电,而且能对不同电压和容量的蓄电池进行充电,提高了电动自行车充电站的交互性、快速性与多功能性。

一种基于正六面体划分的永磁球形电机

针对永磁球形电机的结构,结合应用永磁同步电机矢量控制方法和球面的正多面体均匀划分,提出一种基于正六面体改进型的永磁球形电机结构。通过对球面多面体划分,优化永磁球形电机转子的永磁体和定子的线圈位置,使永磁球形电机可以分别绕三个正交轴独立旋转,令传统的矢量控制可以直接应用于球形电机的控制系统中。本文给出了电机结构的三维图并阐述了该电机的控制方法。

组合预测模型在短期风电功率预测中的应用研究

为增强风功率预测的准确性,采用基于时间序列模型和支持向量机模型,并且利用最小方差法获得权重系数,构建组合预测模型对风功率进行预测。仿真结果表明,该组合模型较单项预测模型具有更高的预测精度。

基于LabVIEW的飞行器参数测量平台设计

基于LabVIEW设计了一种飞行器加速度、角速度及姿态角测量平台系统。硬件系统采用计算机、6轴惯性导航模块及USB转TTL模块;软件系统基于LabVIEW编写了飞行器加速度、角速度及姿态角的三维数据测量平台系统。该系统还可应用于船舶、汽车导航系统的加速度、角速度及姿态角的三维数据测量显示。实验结果表明,该系统易于控制,能方便地观察加速度、角速度及姿态角的三维数据曲线,并且当6轴惯性导航模块改变状态时,输出曲线均能随之改变并能快速达到新的稳定状态。

一种新型直流永磁球形电机位置检测方法的研究

针对当前球形电机研制中遇到的定子和转子间接触摩擦力过大的问题,以及在转子三维位置检测中实时性和准确性难以实现的困难,提出一种被动3自由度球关节的设计思想,即可以采用双轴倾角传感器和旋转编码器分别检测出相应的角度,并通过分析计算,可以有效地确定转子永磁体的位置。最后通过仿真结果可知,该方法可以实现对转子的位置检测。

模糊-PID控制策略在微电网电压电流双闭环下垂控制系统中的应用

针对微电网下垂控制双闭环结构控制难的问题,本研究以直流微电网系统为研究对象,设计电压电流双闭环控制结构,对电流内环采用PI控制,将电流内环整定成Ⅰ型系统,实现电流的快速跟随。电压外环采用模糊PI控制器,并根据电压反馈值来实现对PID参数的实时调节。基于上述设计原理,借助Simulink仿真软件对下垂控制系统进行综合设计,仿真试验验证了基于模糊-PID控制策略的微电网电压电流双闭环下垂控制的有效性。

基于DSP的球关节三维姿态信息采集系统

针对球形电机及机器人球关节三维姿态检测的困难,介绍了一种对三自由度被动球关节的三维姿态进行检测的方法。该方法的信号采集控制芯片采用TMS320F2407DSP处理器,利用双轴倾角传感器和旋转编码器对球关节三维姿态信息进行采集、加工处理。通过实验证明,该系统具有速度高、精度高、稳定性好等优点。

图案化电极的离子聚合物金属复合物扭转特性研究

以商业膜和自制梯度膜为基膜,采用化学镀的方式得到图案化电极的离子聚合物金属复合物(IPMC),分析其扭转特性。在直流电压驱动下,梯度膜IPMC可实现扭转角度大于商业膜IPMC可实现扭转角度;当直流电压为5V时,梯度膜IPMC扭转角度是商业膜IPMC最大扭转角度的5倍多。在交流电压驱动下,扭转角度随着电压逐渐增大而增大;当交流电压为5V时,梯度膜IPMC最大扭转角度是商业膜IPMC最大扭转角度的2倍多。

基于激光传感器的柔性自组织输送链路微输送单元连接方法研究

针对自组织输送链路中微输送单元连接无机械硬约束、准确对接困难等问题,借助测距传感器对输送单元进行检测,通过边界与阈值判定来获得对接问题的解决方案。基于该解决方案来构建微输送单元的软连接系统,并对其相关性能进行实物测试。测试结果表明,在边界条件的区间范围内,微输送单元能够实现准确对接。该研究在一定程度上解决了自组织输送链路中物料难以准确对接的问题,提高了对接的准确性及可靠性。

大型反应堆堆芯空间控制技术发展趋势

堆芯作为大型反应堆的核心,容易受到氙诱导的空间振荡效应影响。在堆芯控制策略影响下,通常堆芯的平均功率能够保持恒定,但堆芯功率分布并不一致。特别在极端恶劣情形下,会引发核电站事故。堆芯功率空间控制技术通过对反应堆进行区域划分,建立堆芯节点模型实现状态空间表达;借助奇异摄动方法降阶模型,基于输出/状态反馈架构设计控制系统调节器,最终达到抑制反应堆的空间振荡、精确控制各子区域功率的目标。针对大型反应堆堆芯控制方法的不同区域划分堆芯节点模型和状态空间进行综述,并从反馈形式上对空间控制方法进行分类与分析。对比和总结了系统模型和控制技术,为该领域的进一步研究提供参考。

核电站仪控设备国产化研发进展

核电站的仪控设备是核电技术的核心,核电站仪控设备的国产率基本体现了国家对核电技术的掌控水平。从核电站测量技术、核电站执行器技术与核电控制系统技术三个层面论述我国核电站仪控设备国产化研发现状,并进一步梳理了核电仪控设备的设计、装配与安全标准等内容。最后对核电站仪控设备国产化研发进行分析,并展望了我国核电仪控设备的发展前景。

预测控制策略在核电站应用研究进展

核电站具有多个关键的典型非线性控制环节。在核电站“堆跟机”的背景下,反应堆的变功率跟踪成为核电站控制的新要求。作为典型追踪控制策略,预测控制在反应堆堆芯控制研究中得到了广泛关注。从堆芯模型出发,阐述了核电站的堆芯功率、冷却剂温度以及蒸汽发生器水位的预测控制策略,总结了预测控制在核电应用中的最新进展,分析了现有技术的不足,并就未来预测控制在核电站的应用发展方向提出了建议。

量测噪声环境下反应堆功率模型预测控制研究

在核电反应堆功率闭环控制系统中,功率监测存在量测噪声的问题,应用无噪声的预测模型对反应堆的功率进行预测控制。从反应堆功率模型的状态空间出发,搭建了模型预测控制算法与目标函数,遵循模型预测控制的预测模型、滚动优化和反馈校正的三步控制方法,实现对有量测噪声的反应堆功率系统的控制。通过MATLAB仿真实验,比对了模型预测控制算法与输出反馈的PID控制方法。实验结果表明,应用于有量测噪声的反应堆功率系统的模型预测控制算法在轨迹跟踪、状态量动态变化及控制信号能量上均优于PID控制算法。

基于知识状态反馈控制的学科竞赛培养模式的探索与实践

反馈是教育实践活动的重要环节。针对学科竞赛中呈现的多课程知识交叉,学科竞赛知识难感知难反馈的问题,借鉴现代控制理论中的状态空间与状态反馈控制理论,构建了基于知识状态反馈控制的学科竞赛培养模式。结合教师经验与对学习环节中各课程知识的观测获得学生各知识状态量,并以竞赛要求对竞赛培养环节进行调节。进一步比较了基于输出反馈控制的课程教学模式与基于知识状态反馈的学科竞赛培养模式,最后以“西门子杯”中国智能制造挑战赛为例,分析了基于知识状态反馈控制的学科竞赛培养模式的实践方法。