基于改进自抗扰的永磁电磁混合悬浮型磁浮球控制方法

永磁电磁混合悬浮(PEMS)系统在降低能耗和增大悬浮气隙方面优势明显,但其非线性特征和控制难度也相对增加。针对PEMS系统中未知干扰和输入信号噪声引起的控制性能下降问题,提出一种基于改进型Levent微分器(ILevent)的自抗扰控制(ADRC)方法。首先,结合电磁悬浮(EMS)型磁浮球系统的控制结构,搭建PEMS型磁浮球控制系统试验台,并对PEMS型磁浮球系统进行动力学建模,判断系统的稳定性和能观能控特性;其次,采用双曲正切函数对Levent微分器进行改进,降低输出信号抖振,分析改进前后Levent微分器以及ADRC中TD微分器的输出性能,充分融合Levent微分器对信号噪声的鲁棒性和ADRC对干扰的估计与补偿优势,设计了ILevent-ADRC控制器;并利用带约束因子的模拟退火-粒子群(SA-CFPSO)优化算法有效的解决了ILevent-ADRC参数多、关联性强等制约问题;最后,分别对传统ADRC、PID控制和ILevent-ADRC方法在PEMS型磁浮球控制试验台上进行对比实验,验证所提方法的有效性和优越性。实验结果表明:相比于传统ADRC和PID控制方法,所提ILevent-ADRC方法有效提升了PEMS型磁浮球系统的控制性能,不仅能够有效地抑制测量信号噪声对系统的影响,而且还对系统悬浮气隙大范围变化和运行过程中受到的未知扰动具有更强的适应性和鲁棒性。研究成果为磁悬浮智能控制技术的实际应用提供了理论参考,同时对于永磁电磁混合悬浮这一类复杂的非线性系统的控制,也具有较好的参考价值。

永磁电磁混合型磁浮球的改进滑模控制方法

针对未知扰动引起永磁电磁混合悬浮系统控制性能下降问题,提出一种基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法 .首先,分析并搭建了永磁电磁混合悬浮型磁浮球控制实验台和系统理论模型;其次,引入了扩张状态观测器对系统扰动进行估计与控制补偿,采用积分滑模面和改进指数趋近律设计了改进滑模控制方法,削弱了滑模控制输出抖振,改善了磁浮球的动、静态性能,并分析了有无扩张状态观测器对扰动估计与补偿时的系统的稳定性和误差收敛大致范围;最后,通过半实物联合仿真技术对所提基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法、改进滑模控制方法、传统滑模控制方法和比例-积分-微分控制方法进行对比实验.理论分析和实验结果表明:所提基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法具有更强的稳定性和抗扰性,对外部磁场摄动具有更强的鲁棒性,在给定信号范围变化及突变时也具有更强的适应性.所提控制方法进一步提高了永磁电磁混合悬浮系统的控制性能,对于永磁电磁混合悬浮型磁浮球这一类非线性系统的控制也具有较好的参考价值.

模糊自适应预测函数控制在磁浮球系统中的应用

针对磁浮球系统的线性化数学模型,提出了1种模糊自适应预测函数控制(PFC)策略。在传统PFC的基础上设计了1个离散模糊控制器,在线调节该PFC的参考轨迹时间常数,以实现参考轨迹的自我调节。保持了传统PFC在线计算量小的优点,可以使系统达到更好的控制效果。仿真和基于d SPACE的实验结果均表明,该文的模糊自适应PFC策略能够实现小球的稳定悬浮,具有较好的快速性和较强的抗干扰能力,调节时间为2.07 s,时间乘绝对误差积分(ITAE)达到10.75。

磁浮球系统的二自由度控制

针对磁浮球系统提出了一种二自由度控制方法。它由反馈控制器、设定值前馈控制器和设定值跟随响应参考模型3部分组成。其中,采用基于期望干扰抑制性的直接综合法设计的反馈控制器用以保证系统的稳定和抑制干扰,前馈控制器和参考模型实现期望的设定值跟随响应。该控制器可以使设定值跟随特性和干扰抑制性解耦。仿真和实验结果表明:该方法可以使磁悬浮系统同时具有良好的设定值跟随性和干扰抑制性。

EMS型磁浮列车模块的基于逆系统的解耦控制

针对EMS型中低速磁浮列车的模块内部两个悬浮端点之间的耦合问题,本文采用基于逆系统的解耦方法,把悬浮模块系统解耦为两个独立的单输入单输出线性系统,并用线性系统理论的状态反馈方法为这两个线性系统配置极点,使它们按照预期的性能指标稳定。最后对整个控制系统进行了仿真研究和实验研究。仿真和实验结果表明,本文设计的解耦控制器能很好的抑制模块内部的耦合,能提高模块的悬浮控制性能。

磁浮球系统的全局快速滑模控制

磁浮球系统是典型的非线性和不确定系统,是研究其它多自由度磁悬浮系统的基础。由于系统具有开环不稳定性,需要设计控制器使其达到稳定状态。为了消除滑模控制中的"抖振"现象,在滑模面函数设计时引入非线性函数,提出了全局快速滑模控制策略。全局快速滑模控制无切换项,可以有效消除抖振,并使系统在滑模面上的跟踪误差在有限的时间内到达零点。仿真与实验表明,该控制器能使系统在较短时间内达到稳定状态,并对外部干扰具有较强鲁棒性。

基于解耦型球关节的工业机器人控制系统研究初探

解耦型球关节能实现运动解耦,基于该关节所构造的工业机器人将具有灵巧及易于控制的特点。通过对现有国内外各种机器人控制系统的分析,探讨了解耦型球关节工业机器人控制系统的初步方案。

基于改进型自抗扰控制的球杆系统位置控制

为了提高球杆系统小球位置的控制快速性和抗干扰性,设计了一种改进型自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Controller, ADRC)。对自抗扰控制器中非线性函数的性能进行了优化,设计了改进型自抗扰控制器的各组成部分。将改进型的自抗扰控制器应用于球杆系统的位置控制,分别对改进型ADRC与传统的ADRC、PID控制器进行了仿真实验,结果表明:改进型ADRC控制器比传统的ADRC、PID控制器有更好的抗干扰性和快速性。

台面球X-Y轨迹气动控制系统设计

介绍了台面球气动控制系统的总体结构及其控制原理,并在MATLAB仿真环境下对简化模型进行仿真实验,实验结果证明,通过状态观测器的引入,PD型模糊控制算法的应用在台面球装置中能取得较好的控制效果,系统容易达到稳定状态,且能够准确实现小球的定点稳定、轨迹跟踪等各种控制要求。且其动态特性和稳态特性都表现良好。

HTR-10燃料元件装卸系统的集散控制

依据10MW高温气冷实验堆(HTR-10)燃料元件装卸系统的控制要求,对燃料元件装卸系统的集散控制进行了研究,设计了集散控制系统,包括硬件设计、软件设计、步进电动机精确定位闭环控制和无位置传感器转子位置检测的设计,并进行了模拟实验。实验表明,系统的性能稳定可靠,达到了控制要求。

基于磁悬浮球系统的电子秤的设计与实现

为了消除传统电子秤中摩擦力对称量精度的影响,提高小质量物体称量精度,本文提出了一种新型的基于磁悬浮球系统的电子秤设计方案并加以实现。通过自制光电传感器、驱动电路、控制算法、电磁线圈和带载磁性球成功搭建了磁悬浮球系统,使磁性小球悬浮于空间固定位置,然后根据电磁铁磁性强弱与驱动电流之间的线性关系,以及磁性小球在电磁铁磁场范围内受力与小球重力平衡的关系得到驱动电流与小球所受重力之间的对应关系,再利用标准标定砝码对整个测量系统进行标定,实现了物体重量的测量。本文成功的将磁浮球系统应用到称量领域,可以避免摩擦阻力对于称量的干扰,在小质量称量情况下具有实用意义。

Φ3.2×3.1m 球磨矿分级系统的节能环保改造

针对Φ3.2×3.1m格子型球磨矿分级系统中螺旋分级机故障率高,磨机电耗高,分级作业消耗大量清水资源等缺点,提出了Φ3.2×3.1m格子型球磨矿分级系统改进方案和措施,满足节能环保的需要。实践证明,改造后Φ3.2×3.1m格子型球磨矿分级系统运行稳定,故障率低,维修工作量小,磨矿分级指标提高明显,节能环保效果明显,取得良好效果。

中国国产磁浮实用型列车将于2009年4月诞生

据《北京日报》报道，最高时速可达120公里的国产磁浮实用型列车将于2009年4月诞生。据介绍，目前全球只有日本一条8.9公里的中低速磁浮线进入商业运营，美国、韩国等国也在进行研发。经专家评审，我国白行研制的中低速磁浮列车，在悬浮能力、悬浮控制、系统集成技术等方面均达到世界先进水平。

F性粘度控制系统在覆铜板生产中的应用

论述了F型落球式粘度计的结构、特点及粘度控制系统在覆铜板生产中的应用。

磁浮关节型轨道梁道岔控制系统施工技术

伴随国内首例中低速磁浮——长沙磁浮的问世,关节型轨道梁道岔也进入大众的视野,而磁浮关节型轨道梁道岔控制系统由信号联锁控制和现地控制两部分,是完全区别于传统轮轨道岔控制系统的存在。本文从长沙磁浮关节型轨道梁道岔控制系统施工视角,剖析中低速关节型轨道梁道岔信号控制系统与道岔控制系统的接口,以及道岔的动作、表示、应急处理方案,并重点从关节型轨道梁道岔电气控制方面提出了关节型轨道梁道岔控制系统改进措施。

南昌长力钢铁公司2×8m^2竖炉的大修改造

针对该厂2×8m2竖炉存在的问题进行了分析,通过合理利用场地,对竖炉进行了扩容改造,包括优化炉型、改造风机系统、PLC控制系统、除尘系统等。改造后,球团矿产质量进一步提高,满足了高炉需要,取得了显著效果。