ACS800直接转矩控制在汽车检测控制系统中的应用

阐述了基于交流变频传动在汽车检测电控系统的构成以及传动系统控制要点.分析了直接转矩控制技术的原理,并将电涡流式底盘测功机的试验数据与ACS800在汽车检测控制系统中的数据进行了对比,并从以上2个不同层面论证了采用变频器ACS800的直接转矩控制特性来实现对电惯量加载的可行性.

基于Ackermann规则的离散全程灰色滑模控制在数字导弹姿态控制系统中的应用

针对数字式导弹姿态控制系统的参数具有时变性和不确定性的特点,设计了一种离散变结构控制器。该控制器结合了Ackermann规则设计切换函数简单、易行的优点和全程滑模控制器的全局鲁棒性的长处。同时引入灰色理论,设计了灰色补偿控制项,用于克服数字导弹姿态控制系统的不确定项对系统造成的影响。结果表明,该控制器在导弹姿态控制系统中的仿真效果较为令人满意。

ACS550矢量转矩控制在复卷机电控系统中的应用

阐述了全交流变频传动复卷机电控系统的构成以及传动系统控制的要点。以两相同步旋转坐标系上异步电动机的状态方程为基础,分析了矢量转矩控制技术和直接转矩控制技术的原理,再以样机对比实验的形式验证变频器ACS550的转矩控制特性,从这两个不同层面论证了采用变频器ACS550矢量转矩控制特性来实现对退纸卷张力控制的可行性。

基于S7-300和ACS800的桥式起重机控制系统改造

在工矿企业中桥式起重机是一种应用十分广泛的起重机械。传统的继电器—接触器控制系统和串级调速方式存在能耗高、调速性能差、故障率高、安全性能低等问题。利用西门子公司的S7-300 PLC,结合ABB公司的新一代基于直接转矩控制(DTC)的ACS800变频器对15/5吨桥式起重机进行了改造。实际应用表明,系统改造后,调速性能、安全性和使用寿命方面均得到有效提升,电能消耗降低15.72%。

对地观测卫星姿态控制系统效能评估方法

卫星系统效能评估问题,是卫星提高工作效率和卫星方案优化设计的基础。以对地观测卫星姿态控制系统作为效能评估的对象,通过对卫星的任务需求进行分析,建立对地观测卫星姿态控制系统效能评估指标体系;基于灰色关联分析相关理论,引入熵权法计算指标权重,建立效能评估模型,计算得到综合灰色关联度,实现卫星姿态控制系统效能评估;通过数据验证所建体系具有可实现性与实用性。

基于平均方法的三体绳系系统末端星体姿态控制

针对三体绳系卫星系统展开过程星体姿态稳定问题,提出了动力学分析解与控制器设计相结合的控制策略。通过对三体绳系卫星系统中子星姿态振动的动力学方程应用平均方法,获得末端星体姿态振动的解析解,为控制器设计奠定了基础。基于化简后的动力学方程设计了一种滑模控制律来抑制子星姿态振动,并利用李雅普诺夫理论证明了闭环系统的渐近稳定性。通过仿真实验验证了所提出方法的可行性和有效性,仿真结果不仅证明了理论分析解的准确性,还验证了控制器的有效性。

基于CMAC的光电探测系统姿态稳定控制技术研究

将小脑模型关节控制器(CMAC)神经网络应用于动载体光电稳定跟踪控制系统设计,分别构建CMAC学习算法网络和CMAC控制网络,泛化参数取4,采用δ学习算法调整网络权值,为评估所构建的CMAC网络对目标系统的逼近能力,选定一个非线性系统作为对象,以连续方波为输入信号进行仿真。仿真数据显示,输入信号发生跳变经0.15s后输出信号的稳态误差为0。选用直流力矩电机和分辨率为767×10-6 rad的光电编码器构建动载体三轴姿态稳定控制实验装置。结果表明,构建的以CMAC神经网络为核心的控制器在此实验装置上实现的姿态稳定误差为870×10-6 rad。

机载LiDAR姿态角稳定装置的神经网络逆系统解耦控制研究

机载激光雷达(LiDAR)工作过程中,机载平台姿态角波动会造成激光扫描点云的密度分布不均匀,导致后续数字表面模型重建时精度降低,因此设计了一种推转式姿态角稳定装置,可实现机载平台姿态角波动的实时补偿。设计的姿态角稳定装置具有非线性和强耦合的运动控制特点,为消除其运动耦合关系、提高运动控制精度,基于神经网络逆系统解耦控制策略对姿态角稳定装置进行解耦处理,取得了满意的控制效果。首先,建立了姿态角稳定装置动力学系统的多变量神经网络逆系统模型;其次,采用PID闭环反馈控制器与神经网络逆系统前馈补偿器组合的前馈-反馈复合控制器,实现控制系统的实时解耦,改善动态控制性能;最后,进行了实验验证。结果表明,设计的神经网络逆系统解耦控制方法可有效提高姿态角稳定装置控制精度,并对误差干扰具有优良鲁棒性。

ACS控制器在超精密定位系统中的应用

超精密定位系统是现代科技与工业发展的核心技术之一,长期以来受科研及高科技产业迅速发展的推动,对其运动控制技术的需求迅速增长,比如超精密加工,微/纳米制造,包装等。除需要达到超精密的定位精度外,还要求各运动轴在定位过程中严格按照既定的轨迹协同运动。本文首先提出了基于ACS运动控制模块的X-Y定位平台的设计方案。然后,根据控制需求进行了系统参数的合理配置和优化。测试结果表明该系统能实现既定轨迹的精确跟踪,并能满足不断发展的多自由度,多约束加工和制造要求。

基于SCSO-BP神经网络的卫星姿态控制系统故障预测

近年来,随着人工智能的迅速发展,基于人工神经网络的卫星姿态控制系统故障预测方法得到了越来越多的重视。在反向传播(Back Propagation,BP)神经网络中,权重和偏置是重要的可调节参数,与神经网络的预测性能密切相关。BP神经网络的初始权重和偏置为随机生成,设置不当容易导致网络在训练过程中陷入局部极值,进而影响预测性能。为了提高BP神经网络的预测性能,提出了一种将沙猫群优化(Sand Cat Swarm Optimization,SCSO)算法与BP神经网络相结合的预测方法。在训练过程中,首先通过SCSO算法对BP神经网络权重和偏置进行预训练,在此基础上,利用精调后的BP神经网络对卫星姿态控制系统周期渐变故障数据的未来趋势进行预测。实验结果表明,与原始BP神经网络预测方法相比,SCSO-BP预测方法能够有效减小预测误差,具有更好的预测精度。

基于Backstepping的带推力矢量飞艇姿态控制系统设计

推力矢量控制技术可以有效地解决飞艇低速飞行时舵效不足的问题,但其具有很强的非线性特性,加之飞艇体积庞大,易受风干扰,所以经典的控制器难以满足要求。Backstepping是一种基于递推反演的非线性控制方法,特别适用于强非线性及存在不确定性的系统。针对飞艇的六自由度非线性模型,引入Backstepping方法对带推力矢量飞艇设计了姿态控制器并进行了仿真验证,结果表明所设计的非线性控制器具有良好的动态性,实现了对受扰系统的全局镇定和对给定偏航角的渐进跟踪。

卷烟分拣系统打码姿态控制机构的设计及应用

为全面化采集和整理卷烟行业的生产经营数据,设计了一款功能完善、实用性强的卷烟分拣系统打码姿态控制机构。首先,从机构总体设计、机构功能设计2个方面入手,完成对打码姿态控制机构的设计。其次,从系统硬件设计、系统软件设计2个方面入手,完成对机构PLC控制系统的设计。结果表明,在PLC控制、变频调速控制先进技术的应用背景下,该系统可保证码段位置调节的可控性,实现条烟防伪功能,整个分拣系统呈现较高的运行性能,有效提高了卷烟企业的经济效益,完全符合预期设计标准和要求。

卫星姿态控制系统的实时动态测试和故障分析——CAMAC 在卫星姿态控制系统测试中的应用

本文以某卫星的姿态控制系统为对象,提出了在分系统测试和卫星总装测试中进行系统开路动态测试和实时闭路仿真测试的方法。介绍了卫星的姿态控制系统及其采用 CAMAC 标准接口的地面测试系统,讨论了动态测试中姿态模拟的手段和实时测控技术,并介绍了正在进行中的关于故障诊断方法的研究及建造“故障诊断专家系统”的一些设想。

ACS600变频器在传动控制系统中的应用

介绍了ACS600变频器的功能、性能特点和技术参数及它在传动系统中的应用。对它所采用的直接转矩控制技术的原理作了详细阐述,对我们今后学习ACS600变频器,应用ACS600变频技术和设备选型都是大有益处的。

卫星姿态控制系统鲁棒故障诊断方法

针对卫星姿控系统的鲁棒故障诊断问题,在未知输入观测器(UIO)基础上,提出利用非线性未知输入观测器(NUIO)对执行机构和敏感器故障诊断.考虑姿控系统存在外部干扰以及系统不确定性,建立姿控系统非线性模型,设计NUIO对部分干扰和系统不确定性解耦,令未解耦部分到系统残差H∝范数作为性能指标使之最优,运用线性矩阵不等式(LMI)求解观测器增益矩阵.最后,对执行机构和敏感器发生突变故障和缓变故障进行诊断仿真,结果验证此方法的有效性.

基于微分代数模型的AC/DC系统非线性控制器设计

针对电力系统实际负荷以及直流系统本身的非线性特性,在微分代数模型的基础上,将M导数、M括号以及MIMO微分代数系统反馈线性化技术运用到交直流并联系统非线性控制器设计中。在系统的M关系度小于系统阶数及其满足一定的条件时,可得到微分代数系统模型的Bronovsky标准形式,并对交直流混合(AC/DC)系统中发电机励磁控制和直流系统整流侧定电流控制律进行了深入研究。针对一个含有AC/DC的单机无穷大系统(SMIBs)进行实例仿真,研究结果表明所设计的非线性控制器与传统的PID控制器相比具有较好的阻尼特性,能进一步提高系统的动态稳定性。该控制器的设计方法可以很方便地应用于多机交直流并联系统的稳定性控制。

卫星姿态控制系统的可重构性分析

针对执行机构和传感器故障情况,将可重构性的概念引入卫星姿态控制系统,并提出可重构性评价方案来分析某一配置下的卫星姿态控制系统的在轨可重构性。首先,针对线性化系统模型,根据执行机构配置分析故障后系统的可控性及控制能耗,并利用可控性格兰姆矩阵的最小特征值给出系统的可重构性度量指标。其次,针对某一传感器配置,从系统级的角度分析系统的可观性与可重构性之间的关系。在此基础上,给出整个卫星姿态控制系统的可重构性评价方案。最后针对某一配置的卫星姿态控制系统模型进行仿真分析,说明该方案的有效性。

单轴储能及姿态控制一体化系统研究

给出了一种应用于卫星的单轴能量存储及姿态控制一体化系统。在同一轴上安装两个反向旋转的飞轮,通过预定的算法,控制两个飞轮的角加速度,可以在日阳期、日阴期及其过渡过程分别实现能量的储存和释放,并且在这些过程中保持卫星的姿态不变或按要求实现姿态机动。根据实验对系统进行了适当的简化,推导出了其数学模型,给出了相应的控制算法,并进行了在储、放能的同时实现姿态控制过程的试验。初步试验表明,在储能过程中,轴系控制精度优于3°;在放能过程中,轴系控制精度优于1.2′,换算到百公斤量级卫星的姿态角波动量分别为3.6′和1.5″。结果表明:在消除一些不对称因素(如两个电机结构差异)后,此方法在卫星或其它空间飞行器中同时完成能量交换和姿态控制是可行的。

空间多体系统轨道姿态及机械臂一体化控制

针对在轨服务等新型任务对航天器快速机动能力的大幅提高,研究了卫星基座和机械臂构成的空间多体系统的轨道、姿态和机械臂的一体化控制设计问题。首先,建立了空间多体系统的动力学模型;然后,基于退步控制思想,设计了卫星基座、姿态与机械臂一体化控制器,并证明了系统的稳定性,由于利用了空间多体系统的所有自由度,相比传统的基座停控或只控制基座姿态而轨道停轨的方法,极大地提高了系统的适应能力,可同时实现空间大范围的轨道转移、姿态机动,同时利用机械臂对目标进行精确操作控制。通过建立完整的空间多体系统仿真模型,对控制器进行仿真,达到了同时进行轨道、姿态及机械臂末端机动的控制目的,并验证了所提方法的有效性。

使用单框架控制力矩陀螺的空间站姿态控制系统建模与仿真

研究使用单框架控制力矩陀螺群 (SGCMGs)的空间站的姿态控制。完成空间站在轨三轴稳定飞行模式下的动力学和执行机构的建模。基于最小二乘意义下的伪逆原理设计了 SGCMGs的控制律。对于框架构形的隐奇异 ,采用零运动躲避的算法。同时建立了框架电机的动力学、干扰和控制器的仿真模型。提出了适合工程应用的SGCMGs构形显奇异和饱和奇异的工程性的判断条件及卸载方法。为了探讨伺服机构对系统响应特性的影响 ,进行了分系统级的仿真。仿真模型中包括了空间环境力矩、敏感器及姿态确定模型。仿真中使用了五棱锥构形的SGCMGs,这种构形具有好的冗余度和大的角动量包络。仿真结果验证了五棱锥构形