机器人液压旋转关节低速运动机理及实验

针对机器人液压旋转关节的死区和低速爬行,研究其产生机理并进行了实验分析。首先,论述了密封摩擦的机理,计算摆动缸各种密封机构的摩擦力矩,构建低速状态下的摩擦模型;然后,利用数值分析方法对电液位置伺服系统建模,对低速爬行现象进行仿真分析;最后,通过实验对死区和爬行现象进行验证和分析,并观察PID控制对爬行现象的改善作用。仿真和实验结果表明:在密封元件的摩擦下,液压摆动缸存在较大死区,且低速运行时,液压摆动缸出现明显爬行现象,在PID控制器下可良好的改善跟踪响应。

造纸机水针控制系统参数测试与优化

为了缩小水针最终停止位置与设定目标引纸位置的偏差问题,本研究基于水针移动控制系统,采用变速双死区方法,以控制低死区为例,针对合理选取控制低死区数值问题展开研究。通过现场多次实验测试数据,找出控制低死区数值合理范围,基于多项式拟合优化方法,建立水针位移与控制低死区数值的数学模型,求解出控制低死区数值,并进行生产应用验证。结果表明,选择控制低死区数值为30时,水针定位偏差最小,与设定位置偏差为6 mm,误差为-0.80%。

考虑一次调频死区的风电机组虚拟同步控制参数优化研究

风电机组基于虚拟同步发电机(VSG)控制参与系统频率支撑时,调频参数设置不当可能导致转速低于约束值或变流器功率超出限值,且现有研究较少计及风电机组一次调频死区对系统频率响应的影响。因此,本文提出一种考虑一次调频死区及调频物理约束边界的风电机组虚拟同步控制参数优化方法。首先,更为精细化地计及一次调频死区的建模,建立含VSG控制的风电机组系统全过程频率响应模型。其次,通过轨迹灵敏度分析方法研究风电机组调频参数发生变化对频率响应全过程动态轨迹影响的强弱程度,分析结果表明虚拟阻尼系数在调频过程中起关键作用。在此基础上,综合考虑风电机组的不同运行工况及系统频率动态响应过程,以转子转速约束和变流器容量限值为条件获得风电机组调频物理约束边界下虚拟阻尼系数优化值,充分利用了风电机组可用调频容量。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台搭建系统仿真模型,仿真结果表明所提方法可充分发挥风电机组的频率调节能力,避免响应超出调频物理约束边界,有效提高了系统频率稳定性。

基于变速双死区方法控制造纸机水针移动

为了缩短水针移动反应时间,更准确控制水针移动定位,本文提出了一种移动水针控制方法,用于纸机引纸定位和全幅定位。通过变速双死区的控制方法来减小水针移动惯性误差。结果表明:采用此控制方法,水针实际位置与水针设定位置的误差为0.8%,误差控制在1%以内。本方法可更准确控制水针移动位置,减少水针移动响应时间,提高引纸效率。

KR法脱硫搅拌转速对流场影响的数值分析

以铁水罐实际尺寸建立物理模型,通过CFD软件,应用VOF多相流模型和标准k-ε湍流模型对KR法脱硫在不同搅拌转速下的流场进行了数值模拟。数值模拟的漩涡高度与公式计算结果吻合较好,从而验证了本模拟的正确性。通过比较不同转速下铁水罐内的速度场与湍动能,找到了铁水罐内的流动死区,增大转速可以有效地减小死区大小。当搅拌转速由60 r/min增大到120 r/min时,死区大小由27.1%减小到17.2%。考虑到实际情况,最佳搅拌转速取120 r/min。

基于直流电压调节的死区效应削弱方法研究

在变频调速系统中为了防止同一桥臂上的两只开关管直通引入死区时间,但它造成相电流畸变转矩脉动。本文通过分析系统在轻载低速运行时的特点提出了一种基于直流母线电压调节的死区削弱方法,虽然此方法不能完全消除死区效应,但可以在不增加系统芯片运算量的情况下极大地改善电流波形,降低转矩脉动。最后通过仿真和实验分别验证了该方法的有效性和可行性。

精密工作台伺服控制系统研究

随着精密工作台运动速度和精度的进一步提高，对工作台的控制系统的要求也越来越高。本文针对微器件装配系统中粗动精密工作台的控制，研究了直流力矩电机的脉宽调制(PWM)驱动方法，控制系统通过引入速度和电枢电压负反馈，较好地解决了精密工作台低速爬行、死区和机械谐振等问题，满足了系统对运动快速性、低速平衡性和高精度的要求，最高调速比可达1294，工作台重复精度达±1μm。

直流力矩电机控制死区的在线检测与补偿

针对直流力矩电机控制系统存在控制信号死区的问题,提出了一种基于软件方式实现该信号死区在线检测和补偿的方法。该方法以增量式光电编码器作为电机转速检测传感器,采用软件手段设计出与硬件一样可靠的编码器旋转速度和方向判读功能,使其能够完成在0值附近对电机低转速的准确检测,再通过逐次增大控制信号的方法试探,检测出直流力矩电机在正、反两个转速方向开始转动时的最小控制信号。这两个阈值之间的控制信号范围就是系统的控制死区。确定性的控制死区可以被数字控制系统有效补偿,并给出了详细的补偿方法。

基于死区补偿的电机低速运行稳定性研究

电机低速运行时,死区效应可能导致电流波形畸变严重,使电机转矩发生脉动。本文提出一种新型PWM控制死区补偿方法,该控制算法通过坐标变换、定标的方式将合成电流空间矢量与定子旋转磁场同步,根据电流空间矢量在旋转磁场中的位置分别对逆变器三相桥臂的导通时间进行补偿,其补偿时间的大小根据相应的电流的大小决定,确保扰动电压矢量同电流矢量旋转同步。Matlab仿真及实验结果表明该方法具有良好的性能和应用价值。

一种应用于电荷泵锁相环的高性能鉴频鉴相器

鉴频鉴相器是电荷泵锁相环中的一个重要模块,它的死区、速度、鉴相范围、鉴相灵敏度等因素影响整个锁相环的性能,其中死区和速度是两个非常重要但相互矛盾的技术指标。本设计为一种预充电型鉴频鉴相器,采用了TSMC 0.18μm RF CMOS工艺,利用Agilent公司推出的系统分析软件ADS(Advanced Design System)完成对电路的仿真。仿真结果表明鉴频鉴相器鉴相灵敏度好,速度快,鉴相死区仅为5ps,很好地解决了速度与死区之间的矛盾。

低压高速鉴频鉴相器的设计

本文分析了传统的鉴频鉴相器(PFD)的非理想效应,提出了一种新型的高速低压鉴频鉴相器。该设计采用NSTSPC触发器,进行前置双模式复位,从而在较低的工作电压和较高的鉴相频率情况下,很好的抑制死区和第四态的出现,有接近正负2π的鉴相范围和较好的线性度。电路采用了CSMC 0.35um CMOS工艺进行设计。仿真结果显示该PFD可在2.4 V电压、250 MHz频率下实现正确的线性鉴频鉴相功能,工作中平均消耗电流为30u A。

基于风速时间组合死区的风力发电机再切入控制

强热带风暴条件下,风力发电机组可能因风速波动而反复启动和切出停机,对风机的安全性和可靠性构成突出威胁。因台风时风速变化率大,现行单独采用风速死区的再切入控制方法难以有效避免风机反复启停。提出了基于风速、时间组合死区的风力发电机再切入控制方法,采用减少单位切出次数损失停机时间为经济指标,为确定控制方案参数设置提供辅助参考。根据香港长洲气象站10 min平均风速展开的分析表明,基于风速、时间组合死区的再切入控制在减少切出次数和损失停机时间上均明显优于目前单独采用风速死区方案,有效避免高风速下频繁启停造成的磨损与老化,提高风力发电机的可靠性和安全性,具有很强的实际应用价值。

一种非线性滤波器的设计

工业现场中测量信号往往含有大量噪声,直接将这些测量信号引入到闭环控制系统中,可能导致执行机构产生不必要的动作。为此,设计一种包含高频通道和低频通道的非线性滤波器,在高频通道侧增加死区限幅非线性环节,可以实现对高频小幅干扰信号及大幅异常突变信号进行滤波,而对正常变化范围内的信号不进行滤波处理。用这种非线性滤波器分别对火电机组的炉膛压力、汽包水位、磨煤机电流等信号进行滤波处理,在不影响系统控制品质的前提下,能够有效减小执行机构异常动作的幅度和频率。

基于短波信号的远程火箭弹转速探测方法的研究

本文提出一种采用短波信号进行远程火箭弹转速测量的方法,利用弹丸在旋转飞行过程中,由于接收点所处位置的不同,接收的短波信号幅值会呈规律性变化,通过提取变化周期利用原有弹载计算机进行数据处理即可测得弹丸转速。本文具体分析了该系统方法的实现原理及关键技术,并对弹上短波天线接收的信号进行仿真。此方法最大的优点是可以解决在转速测量中误差累计的问题。

基于网源同步的超超临界机组一次调频优化

随着电力系统的发展,机组一次调频响应能力的重要性愈发凸显。在提高机组一次调频效果的相关研究中,网源同步问题是关键。一次调频涉及网源之间的两个核心要素就是电网频率和机组负荷。解决超超临界机组一次调频效果不理想的较为直接、有效的方法,是解决网源之间的频率和负荷信号的同步问题。针对机组一次调频控制中频率和负荷两个核心因素,结合上汽超超临界机组一次调频的控制特点,提出通过高精度频率信号直采、合理设置调频死区,可以解决频率信号网源不同步问题;剖析“两个细则”的考核内容,合理优化一次调频控制逻辑,可以解决负荷信号网源不同步问题。该方法可确保电网频率和机组负荷网源同步,在现行考核机制下,能够解决部分超超临界机组因一次调频效果不达标被频繁考核的问题。

高精度转速卡在某厂机组一次调频中的应用

随着新能源市场的逐步扩大,火力发电厂一次调频的动作频率越来越高,同时也增加了一次调频的考核次数,火电机组承受着巨大的考核压力。机组动作时刻与考核时刻不同步是火力发电厂面临的一大难题,为了提高一次调频的正确动作率,在保证机组安全性的前提下,提高转速测量精度是保证一次调频正确动作的有效办法,才能为电厂减少大量考核。

那比水电站调速器静特性试验及分析

结合那比水电站调速器静特性试验的全过程,介绍了调速器静特性试验的目的、原理、条件、试验方法、过程及结果。并对试验结果进行分析,认为那比水电站调速器可以满足电网安全稳定运行的要求。

关于“快速保护死区”问题的分析与解决对策

介绍了220 kV远安变电所在主变220 kV侧旁路开关代主变高压开关后,在变电所220 kV系统侧存在一段快速保护死区,对三种解决方案进行了分析,并针对不同情况提出了建议。

基于短波信号的远程火箭弹转速探测方法

提出一种利用短波信号进行远程火箭弹转速测量的方法,利用弹丸在旋转、飞行过程中,由于接收点所处位置的不同,接收的短波信号幅值会呈规律性变化,通过提取变化周期即可测得弹丸转速.具体分析了该系统方法的原理,描述了弹上短波接收系统的组成.在地面设置近垂直入射天波传播"NVIS"天线,消除短波通信静区,弹上安装铁氧体加载螺旋线圈天线接收短波信号,利用原有弹载计算机进行数据处理.并对弹上短波天线接收的信号进行仿真.采用该方法可以解决在转速测量中误差累计的问题.

水轮机组调速系统转速死区控制

水轮机的调速器是水电站的核心控制设备,调速器的核心任务之一就是要对机组的频率进行精准稳定的控制。水轮机的调速器的稳定性就是调节系统的稳定状态的能力,是对调速器静态特性的要求,调速器的"转速死区"必须满足要求。