永磁同步电机宽转速的高阶滑模MRAS控制

为抑制基于滑模控制的永磁同步电机系统的抖振现象,提出一种通过高阶滑模控制设计的MRAS无传感器控制策略。通过设置滑模积分环节达到了抑制抖振的目的,表明了高阶滑模控制过程中积分环节的重要性,阐述了非线性滑模控制参数设置思路,相较于MRAS与SMCMRAS提高了SPMSM在中低速的表现性能。最后,基于MATLAB/Simulink代码自动生成的电机算法测试平台,验证了所设计观测器的有效性。实验结果表明,SPMSM在低速的表现效果良好,零速启动表现良好,高阶滑模控制策略较一阶SMC有效降低了抖振,提高了PI控制的鲁棒性,实现了PMSM的宽速域控制。

低速大转矩永磁同步电机矢量控制研究

低速大转矩永磁同步电机调速系统在负载频变时存在动态响应慢的问题,本文分析了永磁同步电机数学模型、无传感器控制和自抗扰控制原理后,提出了一种基于滑模观测的自抗扰控制方法,并将其应用于矢量控制中,以提高永磁同步电机的运行性能。与传统滑模观测器相比,该方法的观测器是采用饱和函数sat作为开关函数,并引入锁相环得到转子位置估计值的方法,来减小估计误差。此外,再对滑模观测器的输出值进行动态跟踪与实时补偿来设计出适用于永磁电机的自我补偿型自抗扰控制器,并将该方法应用到永磁同步电机矢量控制系统中。仿真结果表明:采用自抗扰控制器的矢量控制系统具有更好的抗扰动能力和跟踪精度,电机满载启动时无超调,负载转矩突然变化时,系统能快速响应。

汽车空气阻力系数的二次滑行测量法

在分析与论述国内外测量汽车空气阻力系数常用试验方法的基础上 ,采用二次滑行试验方法测量汽车空气阻力系数 ,并对实车进行了相应的滑行试验 .通过对试验结果的分析与比较 ,证明了二次滑行法可有效地提高空气阻力系数测量的精度 ,误差范围控制在 5 %左右 ;同时简化了试验条件 ,缩短了试验路段长度 ,提高了试验可靠度 .

低速磁浮列车悬浮系统动力学建模及非线性控制

以国家磁浮交通工程技术研究中心的低速磁浮列车为研究对象,探讨了外界扰动、非线性和时变性条件下悬浮控制系统的设计问题.首先建立悬浮系统非线性数学模型,并搭建悬浮系统仿真平台.然后设计线性PD(proportion differentiation)控制律,仿真表明其性能依赖参数的选取,对扰动敏感,鲁棒性弱.为提高悬浮控制器的鲁棒性,由可变边界层和指数趋近律出发,导出改进型的滑模控制律.用Lyapunov法证明其稳定性.仿真结果表明该控制律动态性能好,控制精度高,鲁棒性强,且能有效抑制系统颤振.最后通过整车试验证明所提出的改进型滑模控制律的有效性.

Schiff碱铜(Ⅱ)配合物改性超高分子量聚乙烯的低速滑动摩擦研究

采用微摩擦试验机，在于摩擦和植物油润滑条件下分别考察了法向载荷、滑动速度和试验持续时间对含质量分数5％、10％及15％乙二胺缩水杨醛西佛碱（Schiff碱）铜（Ⅱ）配合物的改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）与铬钢（100Cr6）配副在50～1600μm/s滑动速度范围的摩擦系数的影响，并与纯UHMWPE进行了对比．结果表明：在低速滑动条件下，含质量分数5％-15％乙二胺缩水杨醛Schiff碱铜（Ⅱ）配合物的改性UHMWPE在植物油润滑或干摩擦时的摩擦系数与法向载荷无关，摩擦系数明显小于纯UHMWPE，尤其是在干摩擦时的摩擦系数均较纯UHMWPE降低29％；当改性UHMWPE中乙二胺缩水杨醛Schiff碱铜（Ⅱ）配合物含量足够大（如15％）时，可减小植物油润滑时的滑动速度对摩擦系数的影响；而含5％～15％乙二胺缩水杨醛Schiff碱铜（Ⅱ）配合物的改性UHMWPE在于摩擦时的摩擦系数基本与滑动速度、试验持续时间无关．乙二胺缩水杨醛Schiff碱铜（Ⅱ）配合物改性的UHMWPE在于摩擦条件下稳定的低速滑动摩擦特性，符合纳米定位对摩擦副材料所期望的性能．

基于滑模自适应控制的电液位置伺服系统低速性能改善

在低速、超低速运行时,电液伺服系统受到以摩擦力为主的干扰力矩和参数不确定性等扰动,进而影响电液位置伺服系统的低速性能。该研究从低速平稳性和跟踪精度两个角度出发,分析了电液位置伺服系统低速性能的主要影响因素,提出了一种滑模自适应控制方法。并将该方法应用于某硅钢厂电液单辊CPC系统,进行了仿真。研究表明,在考虑系统非线性、扰动及参数不确定性的情况下,该研究的滑模自适应控制方法能够有效地抑制抖振并获得伺服系统的低速平稳、快速跟踪。

空间机器人分布式滑模变结构控制方法

针对空间机器人的动力学特性和星载控制系统的结构特点,分别基于干扰上确界和比例切换,设计了2种分布式滑模变结构控制方法,以实现在存在不确定干扰和关节摩擦力矩情况下基座姿态和关节运动的综合控制。首先给出了空间机器人的动力学模型和关节低速摩擦力矩模型,并以两自由度空间机器人为例,介绍了2种分布式滑模变结构控制方法的推导过程。通过仿真实验,对2种控制方法进行了对比,结果表明分布式变结构控制方法在简化算法的同时,能够保证系统控制性能,并对干扰和参数变化具有较强的鲁棒性。

永磁低速同步电机新型滑模速度控制器设计

针对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)在低速运转时存在的转速脉动及电磁转矩脉动问题,提出了一种新型滑模速度控制器。为了解决传统等速趋近律存在的缺点,首先设计了一种新型的等速趋近律算法,该方法能够根据系统状态距离平衡点的远近而自适应调整等速趋近律速度。另外,建立了包含参数不确定性及负载扰动的PMSM数学模型,利用滑模变结构控制能够有效地提高系统的鲁棒性和收敛性的优点,设计了一种基于新型趋近律方法的滑模速度控制器,并给出了PMSM控制系统的稳定性证明。结果表明,与常规滑模控制器相比,该算法不仅提高了系统的响应速度,减小了稳态误差,同时也有效地抑制了PMSM的脉动现象。

低速旋转弹丸偏流现象数值模拟

以三维N-S方程为基础,运用滑移网格技术,采用标准k-ε湍流模型,对低速旋转弹丸在不同转速和攻角条件下的绕流流场进行了数值模拟,从流场结构和气动特性方面对低旋弹丸的偏流现象产生机理进行了分析,给出了弹丸侧向受力及周向压力分布规律,并对影响偏流现象的因素进行了验证。

低速重载滑动轴承的润滑故障分析及处理

深入分析了影响低速重载滑动轴承润滑油膜的各种因素,介绍了轴承工作中润滑油膜的监测方法、轴承常见润滑故障的形成原因及处理办法,最后,对轴承的冷却系统结构进行了探讨,为工程实际应用提供参考。

改进型滑模观测器在低速永磁电机中的研究

为改善直驱风电系统机侧中无位置传感器低速状态下的稳定性能,提出了一种低速运行状态下的改进型滑模观测法。针对传统滑模观测法在低速运行时的不稳定问题,采用对滑模观测器控制方程的离散化和位置角的在线实时补偿,并用李亚普诺夫函数对其收敛性进行了证明。与传统的观测法相比,该方法低速时的转子角和转速估计误差显著减少,改善了直驱风电系统机侧中存在的低速运行不稳定问题,低速带载能力也明显增强且具有较好的稳定性能,实验结果验证了该方法的可行性和有效性。

一种基于滑模观测器的低速大转矩永磁同步电动机无传感器控制方法研究

针对低速大转矩电机驱动系统,在对无传感器技术的研究之后确定了一种基于观测器的转子转速/位置估算方法。在分析低速大转矩永磁同步电机数学模型的基础上,根据其特点,设计了一个滑模观测器,实现转子速度与位置的估算。该方法对系统运行时的噪声和参数的变化有很好的鲁棒性。理论分析和仿真实验,说明了方法的可行性和正确性。

双馈风力发电系统低电压过渡的高阶滑模控制仿真研究

双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)在变速恒频风电系统中得到广泛应用。近年来风力发电占供电比重增长迅速,在电网出现故障导致电压跌落后,风力机组如果纷纷解列会带来系统暂态不稳定,并可能造成局部甚至是系统全面瘫痪,故人们开始关注风力机并网并相应提出了低电压过渡要求。分析了DFIG的数学模型,提出了在电网电压骤降时DFIG的控制策略,并根据滑模变结构的控制原理,设计了一种高阶滑模变结构控制器。该方案在电网电压正常时,可使系统获得良好的动态特性实现最大风能追踪,且在电网电压骤降时,可有效地减小转子电流的冲击并抑制直流母线电压的波动。仿真结果表明了此方法的有效性。

滑模控制在低速摩擦伺服系统中的应用

将滑模控制应用到低速摩擦伺服系统中。仿真实验的结果表明,采用滑模控制的低速摩擦伺服系统不仅能达到高精度追踪,而且鲁棒性好,其控制效果明显优于传统的PID控制方法。

低速摩擦伺服系统的滑模变结构控制研究

针对低速摩擦伺服系统,提出采用指数趋近率的滑模控制方法,以保证运动点在有限时间到达平衡点,缩短了趋近时间。并且通过引入饱和函数以削弱抖振。最后运用Matlab/Simulink软件平台仿真,验证了该方法具有良好的跟踪特性和较强的鲁棒性。

基于串联LPF和滑模自适应的异步电机DTC研究

为提高异步电机的运行效率和驱动性能,提出一种基于滑模自适应控制理论的定子磁链无速度传感器控制策略,通过Lyapunov理论推导出的自适应收敛律能准确地估计转速;针对传统磁链观测器所存在的纯积分问题,又提出串联一阶低通滤波器(LPF)的改进型磁链观测器,新型磁链观测器没有相位和幅值的偏差,能较好地抑制直流偏移;最后,通过实验验证了所提控制策略的可行性。

低速重载荷滑动轴承的轴瓦与油膜润滑

介绍低速重载荷滑动轴承的轴瓦对形成油膜润滑的影响,在工程应用上碰到的润滑不良问题的解决措施,提高轴承水冷却系统效能的方法,大尺寸合金轴瓦制造缺陷的解决办法。

基于简化摩擦力模型的象限误差位置环预补偿方法

为了减小多轴铣削过程中由于速度反向时的非线性摩擦而引起的象限误差,提出了一种基于位置环的摩擦力预补偿方法。该方法首先建立具有速度和加速度信息的预滑移+Stribeck简化摩擦力模型;然后,将其嵌入数控系统中,根据数控插补指令和简化模型实时计算补偿值叠加到位置指令上;最后通过依次调整两个补偿参数,实现速度反向时的非线性摩擦力预补偿。实验表明,该方法能够将象限误差从15μm减小到2μm,且对较大范围内的加工速度具有较强的适应性,同时能够显著减小非线性摩擦造成的机械系统冲击。

滑模控制改善液压仿真转台低速性能

针对液压转台中普遍存在的低速不平滑现象,以某半实物仿真转台为对象,设计了滑模变结构控制器,通过在控制器中引入变速趋近律和饱和函数型切换,较好地解决了变结构系统在到达段和滑动段的动态品质问题。仿真验证表明系统具有良好的低速性、鲁棒性和控制精度。

黄土-基岩滑坡滑带土蠕变本构模型研究

低速蠕动型黄土-基岩滑坡的形成演化过程受滑带土力学性质影响较大,所以研究滑带土的蠕变性质及建立相应的蠕变本构模型对研究滑坡整体运动机制有着重要意义。该文选择延安某一典型黄土-基岩滑坡为研究对象,通过对该滑坡滑带土的饱和原状土样进行直剪蠕变试验,分析它的蠕变特性,并在其蠕变试验的基础上,建立了Burgers模型、Singh-Mitchell模型、广义Kelvin模型及自建经验模型四种蠕变模型,对比分析四种模型,结果表明:广义Kelvin模型和自建经验模型较为适合描述此类滑坡滑带土的蠕变特性;Burgers模型适用于描述较高剪应力下的滑带土蠕变特征;Singh-Mitchell模型对于D_r∈(0.2,0.8)较为适用。