一种基于电机旋变传感器的链式自动机定位控制器设计

需要对链式自动机闩体进行精确定位控制,以确保能够在射击结束时完成抽壳并能在确定的位置点进行供弹和弹种转换操作。提出了一种基于电机旋变的增量式位置控制器设计。通过射长、传动减速比计算绝对位置主令,通过圈数特征和旋变位置确定位置反馈,实现位置闭环控制。提出一种射长不定的特殊情况下,位置主令的计算方法。通过对位置控制环开环传递函数分析,实现高精度定位控制。研制了一套自动机驱动控制系统作为实验平台,试验结果表明,能够有效实现高精度闩体位置控制。

基于动态多目标进化算法的沉管浮运

沉管法是建设水下大型隧道工程的重要工法。因此,沉管浮运是一项至关重要的任务。目前研究大都只考虑静态环境下的沉管浮运,但是实际的沉管浮运往往是一个动态多目标优化问题。为此,论文建立沉管浮运动态多目标优化模型。在该模型中,将沉管浮运的效率、安全性、鲁棒性作为三个目标。其次,根据实际情况将浮运方向和水流流速作为模型动态变量。最后,使用基于并行计算和滑动时间窗的动态多目标优化算法来对其进行求解。实验结果表明,相比于新近提出的知名动态多目标进化算法,基于并行计算的滑动时间窗(sliding time window based on parallel computing,STW-PC)方法可以辅助多目标进化算法得到更好解集;可以为动态环境下的沉管浮运提供有效决策支持。

可重构功率电路的电力电子实验教学平台设计

为了便于开展电力电子领域多种功率电路分析、控制与特性测试教学,设计了一个可重构功率电路的电力电子实验教学平台,包括功率电路的可重构组件、电压电流采集模块、国产快速原型控制器、上位机以及示波器。基于该实验教学平台可以构建多种拓扑功率电路,并在Matlab/Simulink软件中开发控制算法以自动生成实验控制程序。

基于电流源型变频器的电机长线驱动方法

为解决因电机运行环境干扰信号过多、各项运行指标配比不均衡导致长线驱动稳定性差的问题,提出一种基于电流源型变频器的驱动方法。先建立电机同步运行模型,求解在不同的时间节点下电机定子、转子以及转动角等各项参数的同步变动关系,然后将该关系值作为长线驱动的初步参照,分别设计单闭环和多闭环驱动机制,最后采用电流源型变频器参照控制电机线路电流和电压的极限变化,通过变频器阈值调节使得电压和电流驱动达到平衡状态,以平衡值为阈值建立驱动器。实验数据表明,所提方法长线驱动性能表现较佳,电机运行稳定性强。

基于PSO-RBF优化的船舶六相推进电机缺相故障新型自适应滑模容错控制研究

为提升船舶永磁同步推进电机的容错能力与故障条件下的输出能力,针对船舶电力推进系统中推进电机缺相故障,提出一种基于PSO-RBF优化的新型自适应滑模容错控制方法,利用神经网络的学习能力对滑模控制器中的切换增益进行实时调节,并通过粒子群算法对神经网络参数进行寻优,随后采用容错控制策略对缺相后其余健康相电流的相位和幅值进行调节,实现船舶推进电机在正常运行和故障状态下系统的快速收敛和抖振削弱,提高推进电机的容错控制性能。仿真结果表明:笔者方法较传统滑模控制在缺相故障下,转速恢复时间缩短了1.7 s,转速稳态误差降低了0.17%,削减了7%的转矩稳态误差,船舶推进电机运行更稳定,故障后控制性能更优良。

基于STM32-MAT的“运动控制系统”课程实验教学

针对“运动控制系统”课程在传统教学中,学生缺少实际控制单元设计与工程化实践训练的问题,探讨基于STM32-MAT/Target的交流电机矢量控制系统设计实践教学方法。采用STM32单片机开发交流电机驱动控制实验平台,利用Matlab/Simulink与STM32-MAT/Target代码生成技术,构建从纯软件仿真、半实物仿真,到实物实验的实践教学过程。通过仿真与实验结合,益于学生掌握交流电机矢量控制原理及其系统设计过程。

六自由度机械臂路径规划与优化

在关节空间内以门字形拾放轨迹为目标,结合其运动学数学模型,对六自由度机械臂拾放路径进行规划。把空间门字形轨迹变换到平面坐标,设定插值点,利用运动学模型逆解出关节驱动角度,计算出舵机脉冲值,结合单片机进行控制,使系统按规划的路径运行。然后,从减少抓取动量及圆滑过渡两方面对规划的路径进行了一定的优化,验证规划与优化的效果,优化后的拾放路径更加圆滑,运行动作更稳,优化效果良好。

永磁同步电机无加权因子的模型预测控制

提出了一种基于模型预测控制(MPC)的转矩和磁链控制策略,该策略能够对级联的评价函数进行优化。根据评价函数值,以在线自适应的方式选择评价函数的计算顺序。相对于单个评价函数的传统方法,该方式无需对加权因子调整和计算。通过实验验证了该策略的有效性和总体性能。

一种改进型超前角弱磁控制算法

针对表贴式永磁同步电机弱磁控制中随负载增大易产生的速度响应动态过程电流震荡,速度稳态误差和稳态时速度波动变大的问题,本文在分析传统超前角弱磁控制算法原理的基础上,将动态和稳态性能变差的原因分别归结于SVPWM逆变器电压输出能力不足和弱磁阶段的电压闭环控制,提出一种改进型超前角弱磁控制算法。此方法采用一种运算量小的SVPWM过调制算法,同时使用q轴电流误差闭环代替电压闭环的弱磁控制策略。实验结果表明,改进型超前角弱磁控制算法可以有效地减小动态过程的电流震荡,避免加载时的稳态速度下降,且稳态速度波动小,从而提高了表贴式永磁同步电机弱磁阶段的带载能力。

交流伺服系统振动鲁棒M/T测速算法

针对使用增量式正交脉冲编码器进行测速的交流伺服系统中M/T测速算法易受电机转子机械振动干扰的问题,提出一种基于假脉冲剔除的M/T测速算法。分析M/T测速算法的实现机理,将机械振动条件下导致速度测量误差的主要原因归结为引起位置量化误差的假脉冲信号。分别采用数字滤波器和方向信号鉴别器对高频和低频假脉冲信号进行抑制,并给出改进后的M/T测速算法实现方案。仿真和实验结果表明:基于数字滤波器和方向信号鉴别器的假脉冲剔除法能够消除机械振动引起的位置量化误差。改进后的M/T测速算法对机械振动具有鲁棒性,且能够在电机整个运行速度范围内给出准确的速度测量值,从而提高了交流伺服系统的速度控制性能。

复自相关技术在声学多普勒流速剖面仪中的应用及其定点DSP实现

声学多普勒流速剖面仪(ADCP)[1]技术是目前观测海流剖面的最有效方法,其基本原理是测定声波入射到海水中微颗粒后向散射造成的多普勒频移。文章详细剖析了复自相关技术进行流速测量的方法,给出了评判参数C-SNR,论证了C-SNR与信噪比(SNR)之间的必然关系,作为取舍数据的评判标准。海量实验数据证明,当C-SNR对应的值大于0.43时,频偏属于测频范围-21τ,21τ内时,对应的数据是鲁棒的。详细地的介绍在定点DSP-TMS320VC5410中实现该算法的过程,并和传统最小二乘算法(LMS)[2]在DSP中的运行时间进行了比较,结果表明复自相关算法在提高计算精度的过程中能够保持更高的运算速度,随样本比例增加,耗时比约为2.1∶1.

电梯制动器性能检测方法的研究

研究了电梯行业的安全标准和电梯制动器型式试验细则,总结出了电梯制动器的试验工况,并建立了试验工况下制动器的动力学模型。针对在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在的缺陷,基于对试验工况下制动器动力学模型的分析,提出了实施电梯制动器性能检测的新方法,并设计了性能检测试验样机。建立了试验样机中电机转矩加载的数学模型,基于能量补偿的方法建立了电机的加载算法,从而保证了电梯制动器在试验样机上和在电梯整机系统上的制动规律相一致。

用于污水处理的计算机监控与数据采集系统

在现代污水处理技术中,实现基于模型的控制,以及基于网络的实时数据采集和监控是一项关键技术 应用于环境工程的污水处理计算机监控与数据采集系统,服务器端可以通过网络将控制模型下载至下位机,从而实现污水处理单元的在线监测和对实验室硬件的监控 采用水处理建模仿真技术和控制技术相结合,开发符合我国国情的智能控制系统软件 运行情况证明,该系统的实现策略具有很强的灵活性和可扩展性。

基于滑模变结构控制的三相PWM整流器

在建立三相PWM整流器数学模型的基础上,针对目前三相PWM整流器动态性能较差的特点,设计了电压、电流双闭环控制系统。在内环电流的控制中,采用解耦方法对dq轴电流分别控制,为电流控制器设计了一种滑模变结构控制(SMVSC)方法。仿真实验表明:该控制方法设计简单,提高了PWM整流器的动态性能,而且较好地实现了电流的解耦控制,且使系统鲁棒性增强。

汽车机械惯量电模拟技术

为了在汽车测试中模拟汽车惯量,研究了机械惯量电模拟的方法。分析总结了传统飞轮组模拟方法的局限性。分析和给出在不同测试目的和测试结构下,汽车等效惯量的不同计算方法。分析了测试系统的运动方程,从中导出了在电模拟时需要补偿的转矩,分别讨论了加减速过程和惯量不匹配这两种情况下补偿转矩的性质。研究了异步电动机的4象限运行机械特性,针对具体实现时所使用的变频拖动系统的特点,结合工程条件,求解异步电动机变频变压时的机械特性方程,给出了频率控制方程。仿真结果表明,控制方法是可行的。

模糊PID控制交流伺服系统的研究

介绍了模糊PID控制器的构成与工作以及模糊PID控制器的交流伺服系统.交流伺服技术是研制开发各种先进机电一体化产品的关键性技术,由模糊PID组成的控制器无需知道系统的精确模型,采用模糊控制和PID控制的复合控制,使交流伺服系统具备了更强的鲁棒性和更为优良的动、静态性能.利用了变频器的多种控制功能,用编码器精确测速,控制算法采用了参数自整定PIDD算法,实现了精确的变频调速闭环控制.仿真结果表明,该交流伺服系统具有优良的性能和实际应用推广价值.

基于PLC的矿井提升机模拟实验装置的研究与设计

根据我国现代煤矿和矿务局的发展需求,研究、设计与制作了一套以PLC为核心的矿井提升机控制系统模拟实验装置.该模拟实验装置采用工业上最常用的PLC作为主控制器,用电机作模拟负载,在实验的条件下,可通过此实验装置来模拟交流或直流矿井提升机的运行工况,以使煤矿操作人员及技术工人能够更好地、全面地了解与掌握矿井提升机的运行原理与操作方法,从而达到培训和学习的目的.

基于DITC的开关磁阻电机转矩脉动抑制仿真研究

基于直接瞬时转矩控制(DITC)理论,介绍了开关磁阻电机的DITC方法及其数学模型,并在此基础上,采用Matlab/Simulink进行了开关磁阻电机DITC系统转矩脉动抑制的仿真研究。仿真结果表明DITC控制结构简单、不需要进行电流控制,直接从参考转矩和当前输出转矩进行比较得到每一相的开关状态,能有效地抑制开关磁阻电机的转矩脉动。系统实验也验证了开关磁阻电机转矩脉动抑制仿真研究的正确性。

电动汽车制动能量回收系统设计

针对采用增加蓄电池容量解决电动汽车续驶距离短困难的现状,提出采用再生制动的方法实现机械能向电能的高效转化.建立了制动系统的数学模型,阐述了再生制动能量回收系统的控制策略,设计了制动能量回收控制器,并利用Proteus软件进行了仿真.仿真结果表明该模型可以简便、有效地实现电动汽车的电气回馈制动,提高电动汽车的能量利用率.

基于自抗扰控制器的无刷直流电动机速度控制

无刷直流电动机作为一个多变量强耦合非线性系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果。采用自抗扰控制器来提高无刷直流电动机控制系统的动态性能和鲁棒性,自抗扰控制器设计过程中不需要对象模型结构和参数的精确信息。实验比较了PI控制器和自抗扰控制器的控制效果,结果表明自抗扰控制器(ADRC)对外部扰动和电动机参数的变化具有较强的鲁棒性。