基于干扰观测器的机电伺服系统PI控制策略

空气舵机电伺服系统的主要任务是接收控制指令,并驱动负载按指令角度摆动,在各类航空航天飞行器中具有越来越广泛的应用价值。然而在运行过程中存在的未知干扰给机电伺服系统高精度控制带来了巨大挑战。针对这一问题,提出基于干扰补偿的空气舵机伺服系统控制策略。首先进行空气舵机电伺服系统模型分析,其次运用径向基函数设计神经网络的状态观测器,将不可测量的舵面角度用估计值替代进行反馈控制,最后应用Lyapunov方法分析了有限时间收敛条件。仿真结果表明:与传统电机角度反馈相比,所提出的控制策略使空气舵机电伺服系统的稳态误差减少97%以上。

冲压式舵机动态特性测试系统的研制

为了在实验室条件下模拟冲压式舵机的舵面在空中所受的气动载荷,实现舵机系统动态性能指标的综合检测,设计了基于PXI总线的舵机动态测试系统,工作过程中对舵偏角信号、工作电流信号、扭矩信号进行实时采集、显示,并配合测试流程完成对舵机动态性能的测试。设计中重点考虑了定刚度加载系统的小扭矩加载精度、小转动惯量以及同轴度问题。实验结果表明,该测试系统测试精度高、使用维护方便,满足要求。

大型数控拉拔试验系统的研制及应用

跟踪国内外研发现状,结合交通部西部膨胀土项目的开展,研制了CS-LB01大型数控土工合成材料拉拔试验系统。该系统具有试件尺寸大、可采用恒力或恒速两种控制方式实现土工合成材料在不同填料中的拉拔试验、较真实模拟实际工况的特点。加载方式也因上下箱体顶(底)面设置气囊并辅以稳压伺服控制系统、设法消除填土受上下盒侧壁的摩阻影响而更加科学合理。此外,采用高精度拉力和位移传感器、自行开发数据采集分析系统并配套填料压实和起吊辅助设备,使整个系统的人工智能化水平大大提高。试验表明,该系统能较好模拟土工格栅在膨胀土中的工作状态,准确提供筋土界面间的受力、变形及变化规律,从而方便试验参数的采集及对土中加筋作用机理的研究。

压缩空气动力应用的发展现状及展望

提出压缩空气不仅可以作为工作介质 ,而且可以储存能量作为一种动力源。阐述了常规气动伺服控制系统研究的现状 ,认为以PWM和PCM调制方式为主的开关伺服控制技术仍然是研究的热点。说明了气动系统节能必须重视压缩空气生产、处理、储存、分配与控制等各个环节 ,并需根据具体情况采取合适的节能技术和方法。综述了高压气动系统和元件的研究概况 ,指出高压化是气动系统发展的一个方向。提出绿色气动动力系统 。

冲压式气动系统的建模与线性化分析

针对一种冲压式气动系统,建立了冲压式气动系统的数学模型。考虑到系统的非线性特性,设计了一种基于脉宽调制线性化的控制方法,取代了原有的振荡线性化控制,并对其进行仿真分析。结果表明,系统的性能满足系统设计要求。试验结果与仿真结果基本一致,仿真计算可以用于冲压式气动系统性能的优化与分析。

涡轮增压调节执行器在线检测系统研制

介绍了一种涡轮增压执行器在线检测系统,讨论了该系统的机械构成、电气构成以及检测方法。应用结果表明该系统能够有效的提高生产效率和产品的合格率。

冲压式气动伺服系统自振荡频率设计

从小型战术导弹总体设计的角度阐述了一种继电控制冲压式伺服系统的自振荡频率的工程分析和设计方法 .通过分析自振荡频率ωc与系统频率特性的关系、振荡线性化精度与输入信号和自振荡信号频率比ω0 /ωc 的关系 ,提出了自振荡频率的设计方法 ;通过分析自振荡频率与电磁阀的当量滞后时间的匹配性 ,提出了对自振荡频率设计结果的校验方法 ,最后结合某工程实例 。

冲压式气动系统PWM线性化控制及其鲁棒性分析(英文)

针对一种冲压式气动系统,建立了冲压式气动系统的数学模型。考虑到系统的非线性特性,设计了一种基于PWM线性化的控制方法。由于冲压式气动系统结构的不确定性,气源压力的波动,负载大小的变化将导致系统数学模型的变化。针对系统参数的不确定性设计了舵机系统的控制器,并证明了在此控制器下系统的鲁棒稳定性。结果表明:系统的性能满足系统设计要求,基于PWM线性化的控制器设计具有较强的鲁棒性。

双边空心式永磁直线伺服电机的空载磁场分析

针对双边空心式永磁直线伺服电机推力波动受到气隙磁场影响的问题,研究该电机空载气隙磁场的分析求解方法。采用等效磁化强度法对双边空心式永磁直线伺服电机的气隙磁场进行求解,推导出气隙和磁极区域中磁场的解析公式。将解析分析与有限元分析结果进行比较,验证解析法的计算结果的准确性。根据气隙磁密的解析公式,分析了3个主要尺寸——永磁体宽度τm、永磁体高度hm和气隙高度δ对空载气隙磁场的影响。分析表明,永磁体高度hm和气隙高度δ主要影响电机气隙磁场大小,对磁场谐波含量影响较小,而永磁体宽度τm对磁场的大小和谐波含量的影响都很显著。通过对永磁体宽度τm的优化设计,可以有效改善电机气隙磁场分布的正弦性,从而减小电机的推力波动。

基于AMESim的飞行器电液伺服机构非线性因素仿真分析

对传动间隙、刚度、摩擦力矩等非线性因素对伺服机构的影响进行了说明,以飞行器电液伺服控制系统为研究对象,基于LMS Imagine.lab AMESim一维多领域系统仿真集成平台建立了仿真模型,有针对性地对传动间隙、摩擦力、机构刚度这些非线性因素对系统性能的影响进行仿真分析,所得结论为飞行器电液伺服控制系统的优化设计和性能预测提供了理论支持。

高精度气压源的Fuzzy-PID控制研究

设计了Fuzzy-PID双模控制器并应用到高精度气源压力控制系统中.试验表明,单纯采用PID控制的高精度气源压力控制系统具有精度高的优点,但不适应系统参数的变化.Fuzzy-PID双模控制器具有响应速度快、稳态误差小、鲁棒性强的优点.通过试验比较了传统PID、Fuzzy控制和Fuzzy-PID双模控制3种控制策略,试验结果表明,Fuzzy-PID双模控制器综合了Fuzzy控制和PID控制的优点,适用于高精度气源压力控制系统.

冲压式气动伺服系统动态精度分析及校正装置设计

从小型战术导弹总体设计的角度提出了一种继电控制冲压式伺服系统的动态精度和校正装置的工程分析和设计方法。由于自振荡状态的存在,伺服系统的动态精度不仅与伺服系统的参数有关,还受到输入信号幅值、频率以及自振荡频率的影响。利用伺服系统在自振荡频率点的幅频特性为1这一特点,将输入信号频率、幅值、系统的自振荡状态和系统的参数联系起来,构建了伺服系统动态精度的计算公式和指标估算经验公式,并根据两者的关系提出动态精度校正方案。最后结合某工程实例,验证了上述方法的正确性。

集成仿真优化技术在某机动导弹弹头空气舵伺服系统中的应用

针对某型号导弹弹头空气舵伺服系统研制中出现的电机支座疲劳断裂问题,给出疲劳断裂机理;基于流程集成及设计优化环境(ModelCenter),通过对常用设计仿真软件(Pro/E,ANSYS等)的包装技术,计算电机支座最佳结构尺寸和应力状态及其疲劳寿命;通过集成仿真,显著提高空气舵伺服系统经受循环载荷作用下的疲劳寿命,并在地面测试和实际飞行试验中得到考核和验证,该方法是集成仿真优化技术在实际导弹型号产品研制任务中的成功应用。

基于自适应控制的空气舵位置伺服系统研究

针对空气舵位置伺服系统强耦合、强时变、非线性的特点,设计了具有良好鲁棒性能的自适应空气舵位置伺服系统。采用机理法建立伺服系统的数学模型,并在工作频段范围内将系统模型简化降阶处理。建立系统状态空间方程,在此基础上根据Popov超稳定性理论,引入补偿器,设计系统的自适应控制律。通过MATLAB/Simulink进行仿真分析,研究电机力矩系数和铰链力矩差异对伺服系统动态性能的影响。结果表明,基于自适应控制的空气舵位置伺服系统具有良好的控制精度和鲁棒性。

基于PLC的自动换刀系统研究

分析了链式刀库系统的运行过程,设计了一种基于PLC的自动换刀系统。利用三菱FX1N-40MT小型PLC输出指定数量的高速脉冲来驱动刀库的伺服电机;带动链式刀库旋转并定位。利用PLC控制电磁阀的作用,继而控制气缸的运动,实现了对刀具和刀套的翻转。重点介绍了刀库运行过程中刀具的定位、刀套的翻转及机械手换刀的控制。

主动控制空气静压精密直移工作台系统的研究

基于伺服控制理论 ,介绍一种新型超精密直线运动工作台 .精密工作台的底部和四周共设置九个主动空气支承 ,普通机械导轨拖动 ,除运动方向外其余五维位置姿态由两只四光束激光探头进行测量 ,并将测量值送控制器与目标值比较 ,驱动压电陶瓷致动补偿空气膜厚度随外部干扰变化对运动精度的影响 .系统固有误差作预处理后 。

旋杯式高速静电自动侧喷机与控制系统设计

旋杯式高速静电自动侧喷机是实现汽车车身表面喷涂的关键设备,本文在着重研究其工作原理和控制方法的基础上,设计开发了三自由度往复式侧喷机。该侧喷机采用先进的PLC控制器、转速控制卡和高压控制卡,能够实现伺服运动轴的准确定位和车身曲面仿形以及旋杯转速和静电高压的精确控制,并具有通过视窗化操作系统对喷涂过程进行实时监控的功能。实际应用结果表明,该控制系统工作稳定、可靠,喷涂效果满足工艺要求。

Halbach永磁伺服电机结构研究及优化设计

在分析Halbach电机结构及磁场特性的基础上,对三种Halbach结构永磁伺服电机性能进行了对比研究,并对极间隔断Halbach永磁伺服电机在气隙长度、磁体厚度、磁体块数、磁极配比对径向气隙磁场的影响进行研究,以找出结构尺寸对电机性能影响的一般规律。提出了两种新型Halbach电机改进结构,并对性能进行了仿真研究,最后确定了优化的Halbach电机结构。

机载光电转台的谐振分析及自适应滤波器设计

在深入分析光电跟踪转台特性的基础上,对光电转台进行了数学建模,并利用转台的转角变化信息,提出了一种基于角度信息的自适应前馈滤波算法。该算法在不改变机械结构和阻尼因素的条件下,有效地抑制了光电转台的机械谐振。实验结果证明:该算法在一个周期后,系统自动跟踪的最大跟踪误差提高了3′,是一种易于实现,设计操作简单,实效性好的自适应滤波算法,目前已成功运用到某机载光电对抗转台中,效果良好。

电液伺服机构用密封圈气压筛选试验技术研究

装在电液伺服机构产品蓄能器活塞上的密封圈,既要保证蓄能器气体的密封性,又要保证液压油的密封性。密封圈在使用前应进行气压筛选,以剔除质量差的密封圈,保证蓄能器正常工作。该文针对气压筛选的全过程进行介绍,对气选后密封件的物理性能进行检测和分析,给出了比较合理的气压筛选试验的参数及气选后密封圈合格判定标准,供电液伺服机构工艺设计时参考。