基于优化传递函数的机床微进给控制方法仿真

高强度运行环境下,数控机床往往要求较高的加工精度,为了提升机床微进给控制性能,提出一种基于优化传递函数的机床微进给控制方法。对机床微进给架构的驱动部分建模分析,获取驱动部分的传递函数与传动部分的传递函数,根据传递函数分析机床稳定性。将机床微进给全局滑模控制和内模控制有效结合,在高强度运行环境下建立一种全新的机床微进给控制器,通过新控制器实现高强度运行环境下机床微进给控制。仿真测试结果表明,所提方法可以有效降低机床运行能耗,提高工件加工效率,降低控制误差,说明上述方法可以取得预期控制效果。

微型氙气供给模块性能研究及在轨应用

传统氙气供给系统由于系统复杂、重量体积大、价格昂贵、生产周期长等劣势,已无法适应低轨互联网卫星星座对低功率霍尔电推进系统的轻质化、低成本及快速研制的发展要求。本文提出一种基于复杂流体通道先进成型和微型化流体控制部件相结合的Bang-Bang控制型微型氙气供给模块,对其结构组成和工作原理进行了介绍。基于Matlab与AMESim联合仿真方式搭建了其系统动态仿真模型,并采用Peng-Robinson方程考虑了氙气的超临界特性,对其Bang-Bang压力控制特性进行仿真研究。对微型氙气供给模块与600W霍尔推力器的在轨数据进行了分析,产品在轨工作稳定,在轨数据与仿真结果相吻合。

微电推进贮供系统开发与系统级仿真研究

针对传统电推进贮供系统应用于微小卫星任务时重量和体积庞大的问题,提出一套小型化、轻质化、低成本的微电推进贮供系统设计方案并进行了开发工作。采用聚醚醚酮复合材料(PEEK)制作的毛细管替代金属毛细管用于微流量控制,以氪气为工质进行试验,验证了其能够在±1%控制精度内实现0.0291~0.4145 mg/s的稳定流量输出。本文在Amesim中构建系统级一维瞬变模型,进行微电推进贮供系统仿真,并与试验结果对比验证模型的有效性与准确性。对仿真结果进一步分析阐述了系统从启动到稳定工作过程中压强超调、稳定段流量波动等工作特性以及减压器弹簧及膜片刚度、毛细管内径等关键参数的影响规律,通过对各部件热力状态参数动态变化的分析揭示了工质气体向下游供给过程中流动、传热与控制耦合作用的物理机制。

微型桩基础钻机给进机构自动化控制技术

针对基础钻机给进机构强度不一、等效应力以及总变形位移多变、给进机构的角速度与给进位置难以控制的问题,提出一种微型桩基础钻机给进机构自动化控制技术。以非线性振动理论为基础,获取不同工况下钻机给进机构的控制参数,确定动力学参数并采用模糊PID控制技术,构建不同给进方向对应的基础钻机机械振动模型,确定隶属函数以及模糊逻辑控制规则,改进给进机构模糊控制器,自动化控制微型桩基础钻机给进机构。实验测试结果表明,所提方法以更短的时间达到期望的角速度,自动化控制时间和控制精度皆得到优化,可以快速准确地完成钻机给进机构控制。

新型矿用隔爆馈电开关智能保护器的研究

介绍一种应用于煤矿井下供配电系统的新型隔爆馈电开关智能保护器,该馈电开关的智能保护器以PIC16F877A单片机为核心,设置了过负荷、缺相、漏电闭锁、短路等多种保护功能,而且具有液晶显示和通信功能。该装置可大大提高煤矿供电系统的安全可靠性。

微细电火花加工的关键技术分析

微细电火花加工方面的几项关键技术包括微小进给装置、微细电极的制备、微小能量加工电源、与其他技术组合的新型加工技术和微细电火花加工过程控制技术。比较了微小进给装置与传统的进给伺服系统的结构特点 ,并对各项微细电火花技术的技术特点进行了详细分析。微小进给装置的传动精度及系统的频响较高 ;微细电极的制备技术解决了圆柱、圆锥、螺纹等不同形状的电极或微小零件的制备及对硬质合金、聚晶金刚石等超硬材料的加工问题 ;可控RC脉冲电源技术易于调整脉冲能量 ,避免发生电弧性脉冲放电现象 ;微细电火花加工可与超声加工、电铸加工等技术组合形成各种复合加工技术 ;模糊控制技术可用于控制电火花加工过程。

压电陶瓷迟滞特性的建模及复合控制

压电陶瓷因其具有迟滞特性,如不经处理,会对其应用产生影响。针对当期望输出与频率无关时的压电陶瓷的迟滞非线性问题,提出了一种基于极坐标的数学建模方法,同时给出了通用的PI迟滞模型,并对两种模型进行了比较。仿真结果表明仿真曲线较平滑,克服了PI迟滞算子拟合出现的毛刺问题。根据实验结果分析了极坐标的迟滞曲线和PI迟滞曲线的拟合误差,并进一步给出了拟合方差。在该迟滞模型的基础上,引入前馈PID控制方法进行实验,给出跟踪平均绝对误差及方差,并与经典PI控制在跟踪精确度等方面进行了比较。实验结果证明了该控制方法的可行性和精确性。

配料和加料微机实时控制系统

在塑料厂,精确地接配比清单进行配料是保证产品质量的关键.本文论述了以MC6800微机为核心的自动配料和加料系统,讨论了控制方法、软件和硬件.

一种基于前馈控制的双模式逆变器无缝切换控制方法

对一个微电网系统的组成进行详细介绍,说明双模式逆变器在微电网系统中所发挥的作用。分别对双模式逆变器在并网和脱网模式下的控制方法进行了解。创新地提出一种基于前馈控制的无缝切换控制方法,并通过仿真结果证明该方法的可行性。同时对电网状态检测方法进行说明。最后介绍实验平台,并对实验波形进行介绍和分析,说明以上理论的正确性和可行性。

微细电火花线切割加工伺服运动控制卡设计及实现

设计了一套精密伺服运动控制卡,该卡利用DSP作为控制系统的核心,采用了不完全微分PID控制器,并针对压电陶瓷电机低速运动时具有不固定死区特性,进行了自适应死区逆补偿,以实现对压电陶瓷电机进行精确控制。实验结果表明,此伺服运动控制卡能满足微细电火花线切割加工的伺服控制要求。

微网脱/并网运行模式平滑切换控制策略

随着分布式发电技术的不断成熟和发展,微网与大电网之间的友好协作变得更加重要。因此在改进下垂控制基础上增加了相位的前馈补偿思想,提出了基于线性逐次逼近相位修正算法的相位调节方法,设计了一种可实现微网从孤岛向并网运行模式切换前的同步并网控制器。通过实验可以看出,在改进后的控制策略下,频率超调量较改进前减少了约38%,频率调节时间减少了30%,并网前的相位误差几乎为0,频率误差也能控制在0.01 Hz以内,从而保证了微网的平滑稳定运行。

超精密平面磨削的微量进给及其控制研究

本文采用压电陶瓷作为控制元件，设计出一种能够对空气轴承实现０．０１μｍ的微量进给装置，并提出了导轨误差的神经网络补偿控制算法。实验结果及仿真研究证明了本文方法的有效性。

一种微小孔电火花加工模糊控制策略研究

针对微小孔电火花加工(EDM)放电环境恶劣、放电间隙状态复杂多变,以及采用传统的PID控制策略难于达到预期效果等问题,提出了一种基于多层压电陶瓷叠加驱动下的控制策略,并对其进行了控制算法研究,设计了一种微小孔电加工微进给模糊PID自适应控制系统,并进行了仿真试验来验证其控制效果。研究结果表明,采用模糊自适应控制策略能加快微进给系统的响应速度,具有稳定性好、精度高等优点,并得到了良好的控制效果,为微小孔电加工机床的实际应用打下了良好的理论基础。

基于功率前馈的孤立直流微网母线稳压控制

直流母线作为直流微电网系统的能量交换中介,保持直流母线电压恒定对系统能量变换和稳定运行有着重要意义。针对孤立直流微网中可再生能源输出功率波动及负载波动带来的直流母线电压波动问题,先对采用储能稳压的典型双闭环控制策略进行研究,利用经典控制理论分析方法进行系统参数选择和控制器设计。在此基础上提出一种基于功率平衡的功率前馈补偿稳压控制方法,实验表明该方法能更有效地抑制功率波动对母线电压的影响,进一步提高系统稳定性能。

压电式双驱微进给系统设计及定位精度研究

针对压电陶瓷存在的迟滞特性,为提高微动台定位精度,提出一种基于双驱控制技术的双压电驱动的微进给系统。系统采用运动控制器作为控制部分,双压电陶瓷以推拉形式同时驱动微动台,配置多个位移传感器构成闭环控制系统。为验证系统定位精度,针对压电陶瓷的迟滞特性,采用Preisach-Mayergoyz模型分别进行系统开/闭环控制定位误差对比实验。实验结果表明,相比于单个压电陶瓷驱动,双压电陶瓷同时驱动的情况下系统最大定位误差更小,闭环状态下双压电驱动微动台系统定位精度更高,最大定位误差明显减小,系统稳定性更高。

非圆数控车削微进给机构光栅计数系统的研究

活塞的外形随着生产的发展而不断改进 ,进行非圆活塞数控车削时 ,车刀由微进给机构驱动 ,微进给机构的性能决定了加工精度。为控制微进给机构 ,需要精确测量其位移 ,因此就需要配备一套能够测量高速、往复运动的光栅计数系统。本文开发的计数系统使用 CPL D技术 ,可以提高系统的集成度与运行速度。光栅的电信号通过后续电路进行倍频后 ,提高了可控精度 ,计算机通过锁存与选通电路读入数据。实验的结果经过分析 ,符合生产的要求 ,验证了在光栅计数系统中采用 CPL

压电式执行器用于超精密进给机构的技术研究

通过对压电陶瓷微位移执行器动态特性问题的研究,设计了一种可微机控制的数字高压信号源作为电压调节器、压电陶瓷作为驱动器的精密微动平台。针对高精度的定位和进给需要,设计了数字闭环控制系统,引入数字比例-积分-微分(PID)模糊控制器以提高系统的动态特性。实验表明,该控制系统简单、可靠、实用,所提出的校正方法对改善压电陶瓷微位移执行器的动态特性有显著效果,现已将其用在磨床进给机构中。

微进给系统在磨床加工中的应用与研究

根据磨床精密加工的需要,为补偿精密磨床砂轮的振动对加工精度的影响,在原有数控磨床的基础上设计了微进给工作台和基于信号处理及特殊算法的闭环控制系统。该闭环系统应用于对压电陶瓷致动器的控制,并且在此基础上进行了磨削加工实验。实验数据结果表明,零件加工精度在1μm左右,满足零件精密加工的要求。

结合模糊PI与前馈补偿的光伏微型逆变器仿真

光伏并网微型逆变器能够解决集中式逆变器安全性差、效率低的缺点,有着良好的应用前景。作为一个高度非线性、时变的系统,采用传统PI控制器进行并网电流控制难以达到较好的效果。建立了微型逆变器的小信号分析模型,提出了结合模糊PI控制与电网电压前馈补偿的并网电流控制方法,并利用遗传算法进行PI控制器参数初始值的优化。仿真结果表明,该控制方法具有鲁棒性好、控制偏差小的特点,并能够有效地降低并网电流的谐波含量。

基于前馈和PI控制的光伏离网逆变器的研究

针对一般PI控制存在测量干扰的问题,设计了带有前馈补偿器和电流反馈PI补偿器控制的微型光伏离网逆变器.利用状态空间平均法建立理想反激转换器的小信号数学模型,给出了输入与输出之间的传递函数;设计了带有前馈补偿器和PI控制器的微型光伏离网逆变器控制算法.为了验证提出的算法,通过微控制器实时对光伏电池板电压、交流输出电流、交流输出电压进行采样和计算,生成SPWM波形并驱动开关管来实现DC-DC升压变换和DC-AC变换,得到较为稳定的正弦输出.对实验得出的结果进行分析,充分验证了控制算法的有效性和可行性.