Application research on feedback control based on Dahlin algorithm for coiling temperature of hot strip

To improve the precision of the coiling temperature and the performance of the feedback control system with long pure time delay on hot strip mills, we analyzed the design process of the Dahlin algorithm in detail. The coiling temperature curves controlled by the PID algorithm and Dahlin algorithm were simulated and compared, which showed that the control precision with the Dahlin algorithm was higher than that with the PID algorithm. That was further verified by the production practice.

三轴磁通门探头球型反馈线圈的设计方法研究

长周期大地电磁测量要求三轴磁通门传感器具有低的噪声水平及高稳定性,根据实际需求设计一个尺寸合适的球型反馈线圈可以有效提高反馈磁场的均匀性,进而降低磁通门传感器的噪声水平.本文首先分析了非均匀反馈磁场引入磁通门噪声的机理,然后根据毕奥-萨伐尔定律和矢量叠加原理,以等间距多个单匝线圈构成单轴绕组的形式,建立了球型反馈线圈轴线上的轴向磁场分布及磁场均匀度数学模型,在给定磁场均匀度和球型反馈线圈直径的条件下,运用控制变量法确定了球型反馈线圈的单匝线圈数量和间距等关键结构参数.我们把设计的结构参数代入球型空间磁场分布数学模型,验证了本设计方法的正确性.最后,按照设计的结构参数制作了基于球型反馈线圈磁通门探头的三轴磁通门传感器,通过与体积相近的基于亥姆霍兹型反馈线圈磁通门探头的三轴磁通门传感器对比测试噪声水平,结果表明球型反馈线圈磁通门探头能够使得三轴磁通门传感器具有更稳定和较低的噪声水平.

基于球形反馈线圈的三轴磁通门磁强计

在高精度三轴磁通门磁强计的设计中,均匀的反馈磁场有助于提高仪器输出的温度稳定性和线性度,同时也可在一定程度上减小由于磁强计各个分量互扰产生的零点偏移。通过简单的物理模型计算,提出了球形反馈线圈的设计方案,并给出了ansys电磁场仿真结果及反馈线圈内部磁场均匀性测试实验结果。经过测试,在此基础上制作的实验样机的线性度达到0.0038%FS,灵敏度温度系数达到0.0000755%FS/℃,且噪声性能也达到9.0807pT/(Hz)～(1/2)。

磁通门磁力计测地磁研究

磁通门磁力计是一种弱磁测量仪器,可以用来测量地磁场。介绍了磁通门磁力计系统的结构和工作原理,并用一维开环系统实现了单方向地磁场分量变化的相对测量;在此基础上,增加三维球状反馈线圈实现了地磁场3个正交方向分量的测量。一维开环系统测量结果显示:在测量方向地磁场的周期以半日周期最为明显;三维系统测地磁场数据统计表明:当日地磁场变化不超过3μT。

EAST快速控制线圈的设计分析与安装

介绍了EAST快速控制线圈的设计参数、电磁水冷分析和安装过程。引线部分受到巨大的垂直于自身方向的震荡力,常规的有机绝缘材料不能满足要求。线圈的绝缘材料采用MgO粉末,并在引线两端增加支撑固定。水冷计算表明,铜导体和水的稳定温度与点到进水口的距离成线性关系;当线圈通电电流为20kA时,为了保证出水口的水温不被加热至100℃,水的最小流速与运行效率的关系为v≈6K。

三轴一体化球形磁通门传感器反馈线圈设计方法改进

为提高三轴一体化球形磁通门传感器反馈线圈产生的反馈均匀磁场空间大小,本文在已有等匝、等间距的球形反馈线圈设计基础上提出一种不等匝绕制反馈线圈的方法,该方法能有效提高球形反馈线圈产生的均匀磁场空间大小,根据该方法提出了球形反馈线圈的设计方案,并完成数值仿真计算和球形反馈线圈的实物模型制作,同时完成球形反馈线圈均匀磁场空间的测试工作,测试结果表明不等匝的绕制方式能有效提高反馈均匀磁场空间大小,通过该方法进行球形反馈线圈的设计制作能在有效的体积下产生更大的均匀磁场空间,有利于提高三轴一体化磁通门的测量精度和小型化。

带钢热连轧卷取温度控制与改进算法

对带钢热连轧卷取温度控制（ＣＴＣ）的主要问题进行了分析，描述了ＣＴＣ基本控制模型，并在此基础上，提出了两个新算法：全长反馈控制与头部设定自学习。经使用证明这两个新功能具有很好的控制效果。

Rogowski线圈电流互感器中的高精度数字积分器技术研究

针对模拟器件易受温度、环境等因素影响，以及目前的数字积分算法准确度不高、且易受输入信号中直流分量的影响的问题，提出了基于直流负反馈原理的改进Al-Alaoui数字积分算法。该算法有效克服了常用模拟积分器存在的零漂、温漂等问题，几乎不受温度变化等因素的影响。此外，该算法采用比例一积分一微分（PID）反馈控制器和衰减系数来改进数字积分器的直流响应特性，能较好地抑制输入信号中直流分量的影响，改进的数字积分算法频率特性比传统算法更接近于理想积分器的频率特性。仿真和测试结果表明：改进的数字积分算法在额定电流的5％-120％范围内满足0．05％的准确度要求。

单轴音圈电机在磁悬浮系统中的应用研究

提出了一种针对单自由度音圈电机的控制方法,以实现音圈电机在竖直方向上的快速响应以及精确控制。通过实验测量的方式,获得音圈电机在竖直方向上的受力-位置的关系,并将其应用于该控制系统中。基于该受力-位置关系,在控制系统中设计了反馈线性化单元和PID控制单元。最后通过一套自行设计的实验装置验证了所提出的控制方案的可行性,实验结果表明,该系统的静态误差小于1μm,阶跃响应速度小于50 ms,轨迹跟踪的最大误差小于20μm且最大延迟时间小于5ms。

磁通负反馈空心线圈传感器特性和噪声研究

时间域空地电磁系统可以实现大深度探测,能够探测金属沉积矿床和地热储层,其接收装置常采用空心线圈传感器,传感器的匹配方式是输出端并联阻尼电阻,该电阻可以有效地抑制线圈的时域振荡,但是增加了传感器的噪声。研制了一种基于磁通负反馈机制的低噪声、大面积空地接收线圈传感器,通过理论分析给出了该方法的实现原理,建立了传统匹配方式和基于磁通负反馈方式的线圈等效模型,并深入分析了2种模型下传感器的幅频特性、带宽及影响空心线圈传感器信噪比的各噪声源,给出了2种方式下使传感器处于临界阻尼状态时系统噪声的仿真结果,将两者在相同带宽下的噪声有效值指标进行对比,证明了基于磁通负反馈方式的接收线圈能够达到与传统方式接收线圈一致的性能。噪声方面,在相同的线圈结构、温度不变(27℃)、频率范围为3 dB带宽的情况下,相比传统方式信噪比提高了10.6 dB。最后,采用小线圈传感器等效模型在野外进行了噪声测量,验证了理论的正确性。

连续管注入头驱动液路系统设计及优化

为了满足各种连续管作业工艺的控制要求,适应探井底、解卡等特殊施工的需要,防止误操作,提高处理紧急事故的能力,开展了连续管注入头驱动液路系统研究,进行了负载反馈控制模块和双刹车控制系统设计,并通过试验完成了液路系统的优化改进。现场应用结果表明,所设计的液路系统满足连续管作业的多种控制要求,具备处理突发事故的能力,可有效防止误操作,而且操作简单、安全可靠,有效保证了连续管作业时的安全施工。

电容电流反馈补偿系统的研究

配电网系统的对地电容值与其运行方式有关,若在单相接地故障中改变了系统的运行方式,而消弧线圈的补偿不能随之变化,则会增大流过故障点的电流。为此介绍了高短路阻抗变压器式可控消弧线圈的基本结构和性能特点,在此基础上提出了电容电流反馈补偿的新方法。在配电网发生单相接地故障时,反馈补偿系统通过监测各条线路零序电流的变化,判断消弧线圈是否处于合适的补偿位置,通过反馈调节消弧线圈输出电流,避免了接地残流受系统运行方式变化的影响,保障了配电网的安全运行。动模试验的结果也验证了该方法的可行性。

双线圈永磁接触器拓扑电路数学建模与仿真

在研究双线圈永磁操动机构的结构形式与工作原理的基础上,提出了适用于双线圈永磁接触器的分合闸过程的拓扑电路结构。建立了双线圈永磁接触器的分合闸过程的拓扑电路数学模型,并分别采用了C语言编程和MATLAB仿真软件实现对未引入反馈环节和引入反馈环节的双线圈永磁接触器的拓扑电路模型进行了仿真计算。仿真与实验结果表明所提出的双线圈永磁接触器拓扑电路的数学建模方法的正确性,同时,在引入反馈环节的拓扑电路中,分合闸过程的线圈电流平均值明显减小,可有效改善永磁接触器的动态特性。

引入电流负反馈后电路输出阻抗变化的测试难点及解决方案

引入电流负反馈会使放大电路的输出电阻变大,这种变化在实验测量时几乎没有出现。我们在分析原因后,提出了一种简单、易行的解决方案,并且对电路参数进行了合理化设计,使实验效果非常理想。

基于径向力反馈的无轴承异步主轴电机悬浮控制

针对传统无轴承异步电机径向悬浮力控制受转矩绕组磁场定向准确性影响、系统控制延迟导致相位裕度降低等问题，提出一种基于径向力反馈的无轴承异步主轴电机悬浮控制方法。通过探测线圈法检测两套绕组的气隙磁链分量，依此计算出两套绕组产生的径向悬浮力大小，并将其作为反馈信号引入到悬浮闭环控制系统中，从而有效消除由系统控制延迟导致的相位裕度降低的影响。仿真和实验结果验证了所提出控制方法的有效性。实验结果表明，相比常规悬浮控制系统，基于径向力反馈的无轴承异步主轴电机悬浮控制系统具有更好的响应性能、阻尼特性及鲁棒性。

音圈电动机式脉冲推力机构的计算与控制仿真

基于电磁推力机构的快速开关,在电力系统的诸多领域具有广阔的应用前景。提出并研究了一种用于真空开关的音圈电动机式脉冲推力机构,具有结构简单、动作速度快、易于控制等优点。该推力机构的控制系统由基于电力电子PWM技术的可控脉冲放电电源和反馈控制器组成。针对开关触头分、合闸速度的最优跟踪控制,提出了无速度传感器的直接电磁力反馈控制方法;仿真结果表明,该方法利于实现动态过程优化并可获得较高的动作速度。设计了可控旁路放电的电磁缓冲方案,可有效解决触头的颤振问题。

音圈电机定位的神经网络PID前馈控制方法

根据摄像头模组封装生产定位的控制特点,分析了音圈电机定位系统的数学模型,提出了音圈电机定位的神经网络PID前馈控制模型,利用BP神经网络在线自整定PID参数。为弥补BP神经网络的不足,对BP神经网络算法进行了改进。将所提出的模型用于摄像头模组校正装置上,实验和应用结果表明,所提出的控制模型具有较高的定位精度、较快的调节速度,能够满足提高生产效率的实际需要,可以应用于电子产品封装等类似工程领域。

热轧带钢层流冷却过程混合智能控制方法

现有热轧带钢层流冷却过程缺少对卷取温度的直接反馈机制,难以将卷取温度控制在一定范围内.将机理模型与案例推理智能技术相结合,提出了由冷却区喷水集管开启阀门总数预设定模型、卷取温度预报模型、前馈补偿模型与反馈补偿模型四个模块组成的混合智能控制方法,并利用某钢厂的实际运行数据进行实验研究.实验结果表明即使在工况条件频繁变化时,提出的层流冷却混合智能控制方法也能够及时、自动调整喷水集管阀门开启总数的设定值,最终将实际卷取温度控制在工艺要求的范围内,从而提高热轧带钢的组织性能.

反馈磁场均匀性对磁通门磁强计的影响分析

针对磁通门传感器的特点,研究了反馈线圈对磁通门传感器探测数据的影响,并对比了几种典型结构的传感器.磁通门传感器要求激励线圈工作在均匀磁场环境下,非均匀场会引入误差信号.根据磁通门原理进行了理论推导,非均匀性会导致反馈原理工作的磁通门传感器线性系数发生变化.针对应用于空间磁场探测的几种磁通门传感器常见结构,即分立结构型、亥姆霍兹型和紧凑球面型等,分析了传感器内部磁场的均匀性及对磁场探测的影响.经仿真计算分析发现,紧凑球型传感器的内部均匀性和稳定性优于分立结构传感器,更有利于空间磁场探测.

胶囊机器人万向旋转磁场负反馈驱动控制

三轴亥姆霍兹线圈可叠加空间万向旋转磁场,使胶囊机器人在弯曲环境内的驱动成为可能。驱动电流频率变大,线圈感抗变大,旋转磁场强度变小,方位精度变差。为此,研制以DSP芯片为核心的负反馈控制系统,提高了旋转磁场的准确性和稳定性。根据系统的等效电路,建立了微分方程,推导传递函数,求得特征方程根,证明了系统的稳定性。通过保证三组线圈的电感与电阻的比值相等,使三组线圈滞后角及时间常数相等,降低了系统故障率,提高了系统效率与安全性。