基于粒子群算法的同步定相振动控制仿真研究

传统的同步定相技术采用螺旋桨特征理论,通过遍历各个相位差的组合来寻找最优相位差,但随着设备数目增多,其计算量大大增加,不利于工程应用。利用遗传算法可计算设备间的最优相位差,但其计算复杂且收敛速度较慢,而安装过多传感器作为振动评价点来衡量系统整体振动水平则会导致数据冗余并增加系统复杂度。为了提高计算效率和精度,提出一种基于粒子群算法(PSO)的同步定相振动控制方法,通过粒子群算法对振动评价传感器在数量约束条件下进行布放位置优化,建立振源设备和振动评价点之间的数学模型,并再次使用粒子群算法更新粒子的位置和速度,实现参数空间中的最优相位求解。根据计算结果调整激励力间的相位差,实现同步定相振动控制。仿真结果表明,采用粒子群算法能使传感器数量大大减少,使用计算得到的最优相位调整旋转机械设备激励力间的相位差,能有效减小振动向船体结构的传递。与遗传算法相比,粒子群算法在计算效率和收敛速度方面表现出更好的性能。

机械系统的振动同步、控制同步与复合同步

近十多年来，在机械工业的各个部门，振动同步与控制同步得到了广泛的应用。本文介绍该领域在近期内的发展和主要研究成果，即双机及多机系统的振动同步、双机机械系统的控制同步、定速比控制传动、复合同步、多机系统的控制同步及多个液压油缸的控制同步等，并给出了计算机仿真的若干成果。

基于模糊PID的三机驱动振动系统控制同步研究

针对圆周对称均匀分布三机驱动振动系统振动同步运动不能得到理想稳定的工作状态,提出了一种三激振器振动系统的控制同步方法。建立了同向回转三机驱动振动系统机电耦合动力学模型,推导出系统各方向位移响应方程。介绍了模糊PID控制算法与主从控制策略相结合所设计的同步控制器,并运用该控制器对三激振器的转速和相位进行了同步控制。利用Matlab/Simulink对该振动系统给出了数值仿真分析,在振动实验台上进行了验证性实验,验证了该控制方法的有效性。

双机驱动振动系统的定速比控制同步研究

针对相同频率激励振动系统不利于筛分多样性物料以及不同频率激励振动系统不能实现任意定速比同步运动的问题,提出了一种双激励振动系统的定速比控制同步方法。利用拉格朗日方程建立反向回转双机驱动振动系统的动力学方程,推导出振动系统定速比响应方程。应用Matlab/Simulink软件设计出模糊比例积分微分(proportional-integral-derivative,简称PID)控制方法,基于主从控制方式设计了定速比控制器,使两激励反向驱动定速比振动系统能够实现控制同步运动。选择定速比参数为1.2和1.5,通过仿真验证了振动系统振动同步不能实现给定的定速比,而控制同步可以实现;通过实验验证了定速比控制同步理论对两激励驱动振动系统的有效性。

双机振动同步传动理论及其控制方法研究

基于振动同步传动理论的研究,在双机驱动的振动系统中加入圆柱滚子模型,当激振器与滚子的距离满足一定条件时,可实现滚子和两个带电激振器的同步运动,根据此原理可研制振动磨碎机。在此基础上,为了缩减磨碎机的尺寸,建立双机驱动滚子的机电耦合动力学模型,采用主从控制策略,引入了模糊PID控制方法。并在MATLAB的Simulink模块中搭建模型并进行仿真实验,实现了滚子的振动同步传动。研究表明,当激振器与滚子间距离减小时,控制方法的引入使得滚子和激振器之间仍能实现同步传动,基于研究内容可有效减小这类振动磨碎机的尺寸。

双异步电机驱动双质体振动系统同步滑模控制

针对2个异步电机安装在2个不同质体上的振动系统在部分参数条件下不能同步运转或同步相位差不满足设计要求的问题,提出采用主从控制结构和滑模控制算法对异步电机进行矢量控制,以使振动系统实现0或π相位差的同步运转。首先,基于拉格朗日方程建立了振动系统的运动微分方程,并推导了其固有频率的表达式。然后,设计了振动系统异步电机的控制器,并分别证明了其稳定性。最后,在MATLAB/Simulink环境中建立了振动系统的机电-控制仿真模型,开展了自同步和控制同步仿真并进行了对比。结果表明:所设计的控制器可使振动系统实现0或π相位差的同步运转。研究结果可为双异步电机驱动双质体振动系统的研制提供参考。

基于均值耦合的双振动台阵系统同步控制

对于双振动台系统,需要保证每个振动台的跟踪精度和2个振动台的同步精度。由于系统非线性耦合作用和负载质量偏心等问题,2个振动台的跟踪精度和同步精度都很差。为解决这一问题,提出一种基于均值耦合的振动台阵同步控制策略,将2个振动台的跟踪误差和同步误差组合成耦合误差,结合模糊PID控制算法将耦合误差补偿到控制回路中,实现台阵系统同步控制。最后,采用Adams和Matlab/Simulink软件进行联合仿真,结果表明,该控制策略可以使系统误差全局耦合,保证2振动台输出姿态同步的基础上,实现对期望信号的高精度波形复现。

四激振器激励下振动机械-物料系统同步控制

针对振动机械-物料系统中激振器的转速和相位的同步控制问题,建立了考虑物料作用力的4个激振器激励下振动系统的动力学模型。考虑到相邻激振器之间存在耦合动力学特性,提出了一种精确的相邻交叉耦合策略控制方法来控制振动系统,并通过Lyapunov稳定性定理验证了相邻交叉耦合控制器的稳定性。Matlab仿真结果表明,所提出的相邻交叉耦合策略控制器可以降低感应电机启动阶段的速度过冲和速度稳定时的抖振,提高了控制精度。在考虑物料非线性力的振动系统中,相邻交叉耦合控制器控制4个反向旋转激振器,振动系统实现直线振动轨迹。最后,在振动系统中讨论了物料参数变化对相邻交叉耦合控制器的影响,说明相邻交叉耦合控制器的有效性。

双机传动机械系统同步控制的研究

提出了双机传动机械系统同步跟踪控制的策略，构造了交流双机传动机械系统同步跟踪控制系统的数学模型，设计了变结构复合控制器．通过仿真和实验，得到了满意的同步控制效果．

机械系统同步控制方法研究进展

大规模制造业需要多个机械设备进行协作完成生产任务,高精密设备需要多个运动部件协调运动。同步控制是促进机械系统相互协作的有效手段,也是学术界和工业界关注的热点问题。对需要同步控制的机械系统进行分类,阐述了每一类机械系统同步控制方法的研究动态,并对其特点进行了分析与总结。

多桩锤同步振动系统及同步控制策略研究

随着桩径越来越大,桩长越来越长,单台振动桩锤很难达到大直径桩基施工的功率要求,多锤联动同步振动是解决这一问题的有效方法。对多锤同步振动控制的基本原理与实现方法作了分析和探讨,在此基础上设计了基于现场总线的同步控制系统,构建了一个开放的分布式控制网络。考虑振动桩锤的工作特点和机械特性,制定了速度同步与相位同步的控制策略。仿真分析和实验均表明,设计的同步控制器响应速度快,鲁棒性强,稳定性好;这种通过现场总线互连的多锤联动系统能较好地实现同步振动,速度差与相位差均能满足工程要求。

机械系统同步理论的应用与发展

近十多年来，在机械工程中，振动同步与控制同步得到了广泛的应用。本文介绍该领域在近期内的发展和主要研究成果，即振动同步、控制同步和复合同步，并给出了计算机仿真的若干结果。

汽车金属带—行星齿轮无级变速传动系统同步点振动控制研究

在对原有系统结构加以改进和同步点速比变化率实施控制的基础上 ,建立了传动系统于混合无级变速、同步点转换和纯无级变速三种工况下的键合图仿真方程。仿真结果表明 :新系统于同步点对车体的冲击度远小于标准规定的 1 0m

多点同步并激振动试验控制系统的设计与实现

针对类似导弹的细长条试件进行振动试验,难以实现振动与应力分布的均匀性,需采用多点同步并激振动试验才能达到试验要求,研制了多点同步并激振动试验控制系统。对多点同步并激随机振动试验控制提出系统均衡综合方法,以弥补不同均衡方法的不足。使用多处理器结合扩展总线通讯模式的硬件结构和多层次模块化的软件结构,对系统进行了实现。实验结果表明,该控制系统对多振动台同步振动试验控制效果良好,满足试验要求,具有一定的实用价值。

双感应电机驱动振动筛的控制同步研究

以振动同步方式作为工作机理的振动筛在社会产生中已不能满足工艺需求,通过引入控制方法来实现零相位差状态,实现增加振幅的目的。根据机械动力学理论将振动筛的运动状态转化为双机驱动振动系统动力学模型,对振动系统实现同步运动的同步性条件和稳定性条件进行推导和分析;整体基于主从控制策略,采用模型预测磁链控制策略设计了单台感应电机的转速控制器,在单神经元PID控制中引入前馈控制,设计了相位控制器来实现两偏心转子零相位差状态;根据动力学模型在Matlab/simulink中搭建仿真模型,通过仿真表明提出的控制策略、方法是有效的,并具有稳定性;将提出的控制方法与其他控制方法进行仿真比较,结果表明该控制方法的同步控制效果更好,快速性更好。

简述舞台机械系统中的同步控制

随着国民经济的发展，国家对于文化产业的投入不断加大，国内越来越多的城市都在建设或准备建设大中型剧院、体育馆等演出场所．对场馆建设的投资规模也也在日趋增大，因此对于舞台控制技术上的要求也越来越高。在舞台机械控制系统中，实现几个设备的同步控制逐渐成为了一个必备的技术指标。

相位/幅值同步控制器及其在双振动台系统中的应用

大型航天器产品振动试验, 采用多振动台同步激励的振动试验系统来完成, 相位/幅值同步控制器是双振动台同步控制系统中不可缺少的组成设备。文章介绍TRI-TEK 704D相位/幅值同步控制器在双振动台系统中进行的动框电流反馈同步控制的试验方法, 指出控制器存在弱信号同步差以及有失控问题, 提出了利用A/D和D/A板卡结合数字PID控制算法解决的途径, 并对研制数字式相位/幅值同步控制器的方法进行探讨。

浅析多机驱动振动系统控制同步与复合同步

在综合分析国内外对多机驱动振动系统控制同步与复合同步研究现状与发展的基础上,结合工程实际,指出现存多机驱动振动系统控制同步与复合同步研究存在的问题,提出解决工程实际应用问题的方法与建议。

反向回转双机驱动振动系统的倍频控制同步

针对基频同步不利于物料筛分的多样性和倍频自同步难以实现且只能实现一种整数倍频同步运动的问题,提出了一种双机驱动振动系统的倍频控制同步方法.建立了振动系统的机电耦合动力学模型,在此基础上应用小参数平均法推导出了振动系统的响应方程,同时基于主从控制策略引入了模糊PID控制方法,不仅实现了倍频控制同步运动,而且实现了最小公倍周期的零相位差倍频同步运动.最后用Matlab/Simulink仿真证明了理论的准确性与有效性.