两相式混合步进电机速度和位移控制案例设计

步进电机在电脉冲信号的控制下能实现一定的角位移或线位移,掌握步进电机的控制技术非常重要。以两相混合式步进电机为控制对象,以单片机AT89C52和可编程计数器/定时器8253为主对电机进行速度和位移控制设计,对某一具体案例采用Proteus软件进行设计与仿真,包括控制电路和程序的设计。仿真和实验结果表明:该系统结构简单、容易实现、成本低,可用于其他步进电机的控制,并为教学或工程应用提供了参考。

变排量液压马达旋转驱动系统角位移控制技术

变排量液压马达旋转驱动系统具有效率高、响应快、高负载匹配性、低功率需求等优势,能够大幅提高飞机液压旋转驱动系统的效率。为实现对变排量液压马达旋转驱动系统的精确控制,需开展系统角位移控制技术研究。建立了系统的数学模型,搭建了AMESim仿真模型,分析了系统的运动特性及频域控制特性,提出了由排量回路、转速回路和角位移回路组成的三闭环串级控制方案,研究了不同控制参数对系统控制特性的影响。研究结果表明,双闭环控制无法满足旋转驱动系统的稳定条件,三闭环控制引入转速负反馈克服了双闭环控制中角位移对转速的正反馈效应,增大了位置回路的阻尼,能实现系统稳定控制。同时研制了原理样机并进行了测试验证,测试数据表明,三闭环控制方案能实现旋转驱动系统高精度位置控制,为变量马达在飞机液压旋转驱动系统中的应用提供了参考。

大尺寸矩形截面竖向曲线顶管顶进力估算:基于整体位移控制有限单元模型

针对大尺寸矩形截面竖向曲线顶管顶进力估算,建立整体位移控制有限单元分析模型,得出顶进力与顶进距离之间的拟合关系。与分段位移控制有限单元分析模型相比,无需进行顶进力、侧阻力和端阻力的叠加,区段与区段之间的力学联系自然存在,同时考虑了管节转动对顶进力的影响,计算过程更加简便,计算精度更高。计算结果表明:相同条件下,整体位移控制有限单元分析模型估算得到的顶管顶进力大于分段位移控制有限单元分析模型,当侧摩擦系数为0.20、0.38时,整个拟合区段,前者顶进力均大于后者;当侧摩擦系数为0.30时,中前区段(顶进距离≤30 m)前者顶进力大于后者,中后区段(顶进距离>30 m)前者顶进力小于后者。说明管节转动角度对顶进力的影响不可忽略,且整体位移控制有限单元法对曲线顶管顶进力估算效果较好。对于一定尺寸和埋深的竖向曲线顶管,影响大尺寸竖向曲线顶管顶进力的主要因素为顶管与围岩之间的注浆压力大小、分布范围、竖向曲线顶管管节在轴向转折处的转动角度。

无轴承永磁同步电主轴的模糊滑模位移控制

为满足无轴承永磁同步电主轴高性能转子位移控制要求,结合遗传算法寻优快及模糊控制能柔化控制信号的优点,设计一种将滑模等效控制、模糊控制和遗传算法有机结合的电主轴转子位移控制策略,在滑模控制中引入模糊切换增益,并通过遗传算法对模糊滑模控制器参数进行优化,从而获得最佳控制效果。结果表明:模糊滑模控制降低了系统在传统滑模控制下的抖振,遗传算法优化后模糊滑模控制下的不同轴向稳态转子振动峰峰值较优化前分别减小了53%和27.5%。

基于角位移控制的功率分流式自动变速器速比控制研究

阐述了功率分流式自动变速器中电机控制式无级变速单元的速比控制原理。通过对速比控制电机目标角位移、角位移滑模变结构控制器的建模,来确定整个控制器的设计参数。在对角位移目标轨迹跟踪的仿真中,控制器能够较好地实现在有外在负载干扰下对角位移目标轨迹的跟踪。

微位移控制液压系统建模与模型辨识

为实现微米级别位移控制,采用伺服驱动器、交流永磁同步电动机和位移放大液压缸代替传统伺服阀和泵源,利用位移放大液压缸与执行液压缸的有效面积比,对执行液压缸进行精确定位。针对其液压系统进行数学建模,讨论液压油弹性模量、油液黏度、蓄能器压力与体积等变量对系统动态性能的影响。建立微位移控制系统AMEsim仿真模型,仿真结果表明:液压油弹性模量越大,系统响应越快;油液黏度越大,系统响应越慢;蓄能器压力与体积对系统响应影响微小,仿真结果与数学模型预测相符。设计试验台并在试验台进行液压系统开环扫频特性试验,使用Matlab辨识工具箱对系统试验数据进行模型辨识,辨识结果表明:二阶系统与试验数据的吻合度较高,与数学模型预测相符。基于辨识模型设计的PD控制器在微位移控制综合平台上得到了应用,位置控制偏差范围为-2~1.7μm。

超大跨度斜拉桥的地震位移控制

对于千米级的超大跨度斜拉桥 ,一般要求塔柱在强震下基本保持弹性 ,因此往往选择隔震体系 (全飘浮或支承 )来减小地震反应。但是采用隔震体系的超大跨度斜拉桥在强震下会产生很大的梁端位移 ,必须加以控制才能保证整个结构的抗震安全性。本文从地震位移控制的机理出发 ,探讨了控制地震位移的方法、具体的装置及参数选择 ,最后介绍了超大跨度斜拉桥地震位移控制的实例。实例分析表明 ,只要合理选取参数 ,在塔、梁间设置弹性连接装置或阻尼器均能有效地控制梁端的地震位移 ,但阻尼器的效果更为理想。

深基坑开挖段被动区加固的位移控制效果分析

在深基坑施工过程中,为有效控制基坑的变形,常在坑底进行被动区加固,但对于开挖段的被动区加固研究则很少。针对开挖段被动区加固效果进行深入分析,结果表明:基坑开挖段被动区加固存在最优加固高度,当加固高度小于该高度时,随着被动区加固宽度与高度的增大,围护结构的水平位移与坑外地表沉降均有明显的减小,但当加固高度达到并大于该高度时,围护结构水平位移最大值及坑外地表沉降最大值则基本趋于稳定,但可减小围护结构的顶部位移,这对于基坑周边环境的保护具有重要的意义。

有限元分析的位移控制法及其应用

对于非线性问题的有限元分析 ,位移控制法 (DCM)比常用的载荷控制法 (LCM)有着更广泛的应用和更强的适应能力。但因DCM在求解技术上的一些难度 ,限制了其在岩土力学中的应用。本文利用Sherman Morrison定理 ,使得DCM仅需很少的运算量 ,对经典的LCM程序做少量的修补 。

加筋风砂土扩展基础的抗拔试验与位移控制计算

承受上拔荷载的扩展基础,可以用上拔位移或上拔荷载作为设计控制条件。在典型沙漠地区进行调研和现场采取土样,进行土工格栅与风砂土的摩擦特性试验,通过室内模型试验研究了上拔荷载作用下土工格栅加筋风砂土地基扩展基础的力学性能,包括荷载、位移、变形、破坏机理和承载能力的研究,提出了有效的土工格栅加筋形式:平铺一层和二层土工格栅。在上述研究基础上,对上拔位移机理进行了分析研究,提出了上拔位移计算模型和上拔位移控制的分析计算方法。

汽车动力总成悬置系统位移控制设计计算方法

论述了动力总成位移控制设计的一般原理。以一轿车动力总成4点悬置系统为例,针对汽车的一特殊行驶工况,对动力总成的质心位移、悬置位移和支承点反力进行了计算。文中论述的动力总成位移控制的设计思想和计算方法对汽车动力总成的设计具有指导意义。

大断面海底隧道CRD法绝对位移控制基准建立及应用研究

隧道位移控制基准的建立是确保隧道安全施工的一项重要内容。以厦门-翔安海底隧道陆域浅埋暗挖段CRD法施工为工程背景,陆域浅埋段总长约2525m,主要穿越全、强风化花岗岩地带,含水率高、自稳能力差。依据全站仪非接触量测获得初期支护三维绝对位移分布规律,确定三维绝对位移基准控制指标,同时对86个围岩位移监测断面的监测数据进行变形正常断面和变形异常或险情断面的位移量统计分析,最终确定CRD法(center cross diaphragm method,交叉中隔壁法)三维绝对位移控制基准。研究结果表明,将CRD1、CRD3部拱顶竖直位移和上中隔墙、下中隔墙水平位移作为CRD法位移控制指标;CRD1部和CRD3部拱顶下沉极限位移分别为200mm和130mm;CRD3部拱顶竖直位移约为CRD1部的0.5～1倍;上中隔墙水平极限位移约为100mm,下中隔墙水平极限位移约为15mm。通过现场97个断面应用,共发现58次异常和险情,由于发现及时,处置有力,保证了施工安全。

软土地基刚柔性桩水平承载位移控制标准研究

在软土地区开展桩基工程建设,桩基水平承载力的确定是一个亟待解决的问题。以Matlock软黏土p-y曲线为基础,提出Matlock p-y曲线的双折线简化模型,进而采用不排水抗剪强度指标su和静力触探锥尖阻力qc对双折线简化模型参数k_(ini)、p_u进行表征。以无量纲桩土相对刚度系数K_R作为刚、柔性桩划分标准,并分别建立了初始切线模量系数K_E与K_R、水平土抗力系数K_C与K_R的关系,最后提出了软土地基刚、柔性桩水平承载位移控制标准。结果表明:提出的位移控制标准可以快速确定桩基临界水平承载力,是一种实用、可靠的桩基水平承载判别方法。

基于多点位移控制的梁柱节点刚度对钢框架抗震性能的影响

利用ABAQUS有限元软件建立不同梁柱节点连接刚度的平面钢框架模型，采用SPRING2单元模拟梁柱连接，以不同弯矩-转角曲线作为节点约束条件，并通过添加位移约束方程实现多点位移控制加载。通过与两层两跨半刚性钢框架的实验结果进行模型验证，设定不同节点刚度影响系数α的值，建立一组不同节点刚度的六层两跨钢框架模型，对其进行了单向加栽及循环加载，对比分析了承载力、侧向刚度、延性、耗能能力、刚度退化等特性。结果表明：当α介于1／15～1／20时钢框架承载力及侧向刚度较高，且具有良好的延性及耗能能力。可为实际工程中节点设计提供参考。

PLC在电梯位移控制中的应用

文章采用 PL C和变频器实现电梯常规控制的基础上 ,利用旋转编码器发出的脉冲信号构成位置反馈 ,实现电梯的精确位移控制。通过 PL C程序设计实现楼层计数、换速信号、门区和平层信号的数字控制 ,取代井道位置检测装置 。

基于位移控制边界单元法盾构隧道开挖引起分层土体变形分析

考虑地基土体非均质性的影响,基于弹性层状半空间地基模型,提出分析多层地基中盾构隧道开挖引起周围土体不排水变形的位移控制边界单元法,改变了过去采用简化分析方法仅能在均质地基中进行求解的状况。针对盾构隧道开挖边界引入椭圆化非等量径向土体位移移动模式,建立层状地基中洞周边值问题的边界积分求解方程,并采用高阶等参单元代替低阶常分布单元得到边界离散方程,同时以弹性层状半空间地基模型的基本解代替常规均匀介质体的Kelvin或Mindlin基本解,最终求得隧道洞周给定位移条件下的土体位移场。算例分析表明:位移控制边界单元法在计算均质地基和非均质层状地基中都具有较好的精度;对于非均质层状地基,如果采用以往的将不同土体参数近似折算成平均值进而按照弹性均质地基进行求解会带来较大的计算误差。研究成果可为合理评估盾构隧道施工对周围环境的影响提供一定的理论依据。

深厚杂填土基坑位移控制设计与施工技术

杂填土场地具有无规划堆积、成分复杂、性质各异等特点,其黏聚力和内摩擦角数值较低,在基坑支护工程中极易产生变形和沉降。济南某工程场地为建筑及生活垃圾回填场地,回填年限约30 a,基坑开挖处杂填土厚度约为18～20 m,距坡顶边线3.0 m有毛石挡墙一道,毛石挡墙外侧地面高出基坑坡顶约3.0～3.5 m,由于该基坑需垂直开挖,开挖深度约11 m,基坑变形对毛石挡墙及外侧地面和道路的影响较明显,需对该深厚杂填土基坑进行位移控制设计。充分考虑该基坑工程地质及周边环境后,采用桩锚支护方案,同时结合主动区和被动区注浆加固,达到位移控制目标。通过基坑监测数据,该基坑位移控制取得理想效果,可为相似工程地质的基坑支护工程提供可靠的技术参考。

基于位移控制的单支点桩锚支护结构的优化设计

考虑单支点桩锚支护结构的刚体位移和弯曲变形,建立了锚杆锚固点和支护桩顶的水平位移计算方法.通过分析水平位移的各个影响因素对位移的作用,指出锚杆位置下移会增加锚杆的拉力并进而加大其配筋,但可以减小桩顶在锚杆张拉锚固后的水平位移变形.以位移控制为目标,通过调整锚杆的位置,对单支点桩锚支护结构的设计进行优化.

基于位移控制的装配式预应力鱼腹梁深基坑应用研究

基于基坑实测数据,从预应力控制、变形控制和刚度控制3个方面研究装配式预应力鱼腹梁支撑体系(IPS)的工作机理及环境影响程度。结果表明:相比于传统内支撑,IPS作用时施加于围护结构上的预应力在基坑开挖前充分激发被动土压力,使围护结构向坑外变形从而大幅制约向内位移,实测数据显示围护结构整体深层位移小于10mm;同时,IPS以施加预应力提高体系表观刚度的方式限制基坑周边变形,实测地表沉降量均未超过18mm,降低基坑开挖对环境的影响程度;另外,针对传统内支撑应力集中缺陷,IPS通过支撑体系全跨度反作用力予以克服,显示出IPS在深基坑工程中较为广阔的应用前景。

广义位移控制法在动力稳定问题中的应用

利用线性加速度假定消去结构非线性动力平衡方程中的微分项．在动力平衡路径跟踪过程中，以比例加载的形式，对所有荷载分量进行同步动态调整，考虑到强非线性结构在临界屈曲状态时可能有多个临界点和平衡路径可能反跳，而引入广义刚度参数对荷载参数增量的步长和符号进行自动控制，并通过广义刚度参数对结构的动力稳定性进行判定．通过算例分析验证了这一算法的有效性.