电枢控制式直流电机伪微分反馈速度调节系统设计

介绍了一种对电枢控制式直流电机速度进行调节的新的控制方法———伪微分反馈控制(简称PDF)算法,讨论了这种控制系统的结构原理,并对如何确定控制系统中的控制参数给出了计算公式。计算机仿真和实验结果表明,PDF控制方法与PI控制系统相比,具有快速的瞬态响应性能、很强的负载能力以及优良的鲁棒性能。

热轧层流冷却控制中的反馈速度优化

针对武钢热轧二分厂厚板层流冷却控制中尾部温度陡降的问题,详细分析了"Flying Carpet"模式下因速度测量系统的切换而产生的速度抖动现象对层流冷却前馈控制造成的干扰,结合现场实际情况,提出了1套反馈速度优化方案,实际控制效果表明:带钢尾部温度陡降现象消失,由此产生的性能改判和卷取机停车问题得到彻底解决,提高生产稳定性,保证产品质量。

基于IP控制与负载加速度反馈的伺服系统机械谐振抑制方法

当伺服系统带宽覆盖传动装置的固有频率时,容易在系统中引发机械谐振,严重影响系统的动态性能与控制精度.针对这一问题,提出了IP控制结合负载侧加速度状态反馈的伺服系统谐振抑制策略.通过在转速环采用IP控制,有效降低了系统的超调,并且在电流环引入加速度反馈,增加了系统极点配置的自由度.在此基础上,根据相同阻尼系数的极点配置方法,以最优阻尼比为设计目标,讨论了系统控制器关键参数与状态反馈增益的取值范围.最终,对所提控制方法的有效性进行了仿真验证.

基于振动速度反馈的风电机组塔架左右加阻控制器研究及应用

为抑制风电机组塔架左右(侧向)振动,提出在控制器的设计中,利用振动速度反馈来增加塔架左右方向结构阻尼的方法。首先对塔顶机舱左右振动加速度信号积分,得到振动速度信号,然后使用二阶带通滤波器得到塔架频率主成分,最后乘以增益系数并附加到发电机转矩中。以上海电气3.45MW高速永磁同步风力发电机组为研究对象,基于Bladed软件建模和Matlab平台对该控制策略进行调参和仿真验证,并首次应用于现场控制系统中。结果表明,所提出的速度反馈能够有效降低塔架左右振动加速度,在一定程度上降低了机组故障率,延长了风机寿命。该研究为风电机组主动减振方法设计及应用提供了实际参考。

考虑车队速度反馈机制的高速公路事故区交通流仿真研究

针对高速公路事故瓶颈处拥堵严重的问题,提出利用自动驾驶车队进行速度控制,以缓解交通拥堵,提升安全性.首先,基于车联网(Vehicle-to-Everything,V2X)技术中的基本安全信息(Basic Safety Message,BSM)数据,设计高速公路事故瓶颈处网联自动驾驶车速度反馈机制.其次,构建考虑车队速度反馈机制的元胞自动机模型,引入考虑通行优势的多车道换道模型,以更加真实地刻画车辆在事故区的换道行为.最后,基于提出模型,对低、中、高3类交通量等级和封锁车道、区段限速两类事故场景的人类车和自动驾驶车混合流交通分别进行模拟仿真.研究结果表明:速度反馈机制可以提升约7%~43%的预碰撞时间,并且有效缩小事故影响范围,使车辆更加平稳、安全地通过事故瓶颈区域.

速度反馈中时滞参数对多自由度微陀螺动态响应的影响

将速度反馈控制器引入到微机械陀螺仪中,建立系统控制简化模型,通过对加入非线性刚度的系统动力学方程进行求解分析,进一步研究了时滞参数对多自由度微陀螺系统的影响规律。结果表明:时滞参数能有效调节系统检测响应的峰值和谐振频率,并消除非线性的影响,使系统趋于稳定。速度反馈增益的取值不会改变时滞参数对检测响应幅值的周期性规律,在不同的驱动周期下,检测响应的幅值随着反馈增益逐渐地增大或减小。

加速度反馈在改善电动伺服系统扰动响应的应用

电动伺服系统在设计过程中,由于谐振、噪声、稳定性等问题的影响,系统回路增益和带宽都受到了限制,这导致系统扰动响应变差。针对这一问题,研究了使用加速度反馈来提高扰动响应,通过状态观测器来获取加速度。最后通过仿真,验证了所提方法的有效性。

负载加速度反馈的伺服系统谐振抑制

谐振常常造成伺服系统不稳定,影响其控制性能。首先建立光电控制系统的动力学方程,分析了谐振和反谐振产生的原因。伺服系统同样也受到反谐振的影响,并且反谐振出现在谐振之前。由于间隙和摩擦的影响,谐振往往会随之变化,很难用固定的陷波器去补偿。提出一种负载加速度反馈控制算法减小谐振的影响,由此形成三闭环控制模式。根据提出的加速度反馈算法3条准则设计加速度控制器,采用此控制方法速度闭环带宽提高了5Hz左右,谐振峰减小了15dB。并且200Hz以后的谐振迅速衰减,提高了系统的稳定性。

横摆角速度反馈对车辆操纵稳定性的影响

为了改善装有电子助力转向系统(EPS)的车辆操纵稳定性,分析研究了EPS中引入横摆角速度负反馈对车辆操纵稳定性的影响,建立了包含EPS的人-车系统数学模型,并利用SIMU-LINK工具箱进行了仿真分析。结果表明:该模型在EPS中引入横摆角速度负反馈,可以显著改善前轮角阶跃输入下车辆的横摆角速度的瞬态响应;EPS助力矩响应曲线上升平稳缓慢,有利于汽车在低附着系数路面高速转向行驶的操纵,从而提高了汽车的行驶安全性。

利用加速度反馈改善转台低速性能

惯性技术的发展对惯性测试转台速率性能,特别是低速性能的要求越来越高,但摩擦力矩以及其它各种干扰力矩对转台低速性能的进一步提高产生了严重影响。为了有效克服这些干扰力矩对转台低速性能的影响,在传统的速率、位置双闭环控制结构的基础上,提出了利用加速度反馈来抑制干扰力矩的影响以提高转台低速运动性能的方法。通过利用获取的角加速度信息构成加速度闭环,对干扰力矩对低速运动的影响进行抑制,减少了转台低速爬行现象,提高了低速运动平稳性。分析和实验均表明,加速度反馈能对干扰力矩对低速运动的影响进行有效地抑制,改善了转台的低速运动性能。

飞行器负载仿真台速度反馈克服多余力矩的仿真研究

提出了速度反馈克服飞行器负载仿真台的多余力矩方法，建立了负载仿真台两种速度反馈方式的数学模型，详细分析了这两种速度反馈克服多余力矩的特点，为设计高性能负载仿真台提供依据。

动基座光电稳定平台伺服系统中加速度反馈的实现

在动基座光电稳定平台伺服系统中引入了加速度反馈闭环以提高其动态性能。考虑准确建立动基座光电稳定平台控制对象模型难度很大,该加速度反馈闭环没有基于控制对象模型,而是通过直接测量角加速度信号来实现。仿真、分析结果表明,加速度反馈闭环的引入有效提高了伺服系统动态力矩刚度,并改善了伺服系统起动、制动性能。引入加速度反馈闭环后,动基座光电稳定平台伺服系统对摩擦力矩抑制能力明显提高;对周期性扰动抑制能力提高了9.3dB;对速度阶跃响应超调量降低了4.9%,同时过渡过程也有极大的改善。该伺服系统不仅结构简单,鲁棒性强,且有较好的通用性。

基于加速度和速度反馈的半主动减振系统控制策略研究

该文讨论了Skyhook控制策略的本质,建立了基于加速度和速度反馈的半主动减振系统控制策略,该控制策略能使被控物体在该文所选择的性能指标函数下得到近似最优控制。结果表明:该控制策略与Skyhook控制策略相比,能使被控物体的位移、速度、加速度及加速度变化率的平均绝对值分别降低38%7、0%8、6%8、6%,改善了物体响应的高频性能,能使物体响应的低频性能与Sky-hook控制策略相仿。

利用加速度反馈的大型光电设备主轴控制技术

随着光电跟踪设备的大型化,在系统的惯量增大的同时,机械谐振频率一般会降低,此时控制系统的带宽设计将受到限制,而且大型的光电设备更容易受到风阻、地基振动等各种干扰的影响,从而降低系统的控制精度。由于惯性测量元件——加速度计直接感受被测对象的受力情况,通过引入加速度反馈控制回路,在不增大系统带宽的前提下,中低频段的扰动抑制传递函数幅值下降约25 dB。理论、仿真和实验三方面均验证了该控制方式的有效性。

基于加速度反馈的任意道路和车速跟随控制驾驶员模型

建立一个高效的能够适应复杂汽车行驶工况的驾驶员模型是进行'人—车—路'闭环仿真的关键。利用离散的数表方式对驾驶员跟随的任意道路路径和车速进行描述。以此为基础,提出任意路径下的预瞄点搜索算法,使'预瞄—跟随'驾驶员建模理论可应用于任意道路路径和车速的跟随控制。根据车速变化不断更新侧向加速度增益,实现驾驶员模型方向控制和速度控制的解耦。通过引入加速度反馈,建立一个简单而有效的跟随任意道路路径和车速的方向与速度综合控制驾驶员模型。仿真表明该驾驶员模型具有良好的路径与车速跟随精度。

基于高阶滑模和加速度反馈的机械谐振抑制方法

提出一种基于高阶滑模和加速度反馈的机械谐振抑制方法.针对永磁同步电机定子电流和电机转速分别设计了高阶滑模控制器.采用非奇异终端滑模面,使得定子电流在有限时间收敛.速度环引入加速度反馈,降低机械谐振的影响.仿真结果表明,与PI控制器分别结合陷波器以及加速度反馈的方法相比,所提方法可以有效抑制机械谐振,在保证动态响应性能的同时,增强了系统对于负载扰动的鲁棒性.

基于速度反馈减小风机疲劳载荷的独立变桨控制

根据空气动力学原理,分析了桨叶转动过程中的振动受力情况,为了减小风力机对塔身产生的疲劳载荷,提出了一种基于振动速度补偿反馈的PID风机独立变桨控制方法,即在原独立变桨控制的基础上,提取三桨叶的振动速度信号作为各自的桨距角的补偿角,得到的新桨距角作为控制系统的输入.仿真结果表明:该方法在能够保正风力机稳定输出功率的基础上,有效地减小了桨叶的振动速度以及振动位移差,从而减小了桨叶对风力机塔身造成的疲劳载荷,提高了风力机运行的可靠性,延长了风力机的使用寿命.

四轮线控转向横摆角速度反馈控制策略研究

为了改善传统四轮转向系统的不足,研究了四轮线控转向系统的横摆角速度反馈控制策略。后轮进行横摆角速度反馈使稳态质心侧偏角极小,并且将车辆横摆和侧偏运动解耦;前轮进行横摆角速度反馈,通过调整反馈系数来预定横摆运动的时间常数,增加转向增益,改善横摆角速度的响应特性。阶跃响应和频率响应等的仿真结果表明,提出的四轮横摆角速度反馈控制策略改善了传统四轮转向的不足转向趋势,缩短了反应时间,提高了驾驶员精确控制车辆的能力,从而提高了操纵稳定性。

谐波驱动并联机器人的加速度反馈抑振控制

研制出一种结构紧凑、简单实用的平面并联机器人系统.采用谐波传动并且在其输出端位置反馈的驱动与控制形式,提高机器人系统的位置分辨率和定位精度;基于机器人驱动关节加速度反馈控制,抑制因系统高速运动引起的弹性振动.对机器人系统进行了数值仿真与实验研究,与不具备加速度反馈时的情况相比较,证明了该控制策略的可行性和有效性.