STATIC CORRECTION MODES IN DYNAMICAL SIMULATION OF FLEXIBLE MULTIBODY SYSTEM WITH CLOSED LOOPS

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含储能的多端口柔性合环开关协调控制研究

随着光伏和风能等可再生能源在柔性配电网中的比例不断提高,可再生能源发电的间歇性输出给电力系统带来了不稳定性与波动性。现有的柔性合环开关因为硬件参数和容量限制,无法应对负荷超容量波动带来的频率超限及潮流转移造成的电网开路问题。因此,有必要将柔性合环开关与储能技术相结合,构建新型柔性互联配电网,对带电池储能系统的多端口柔性合环开关设计相应的控制策略。首先,对于硬件参数不同和工作状态差异造成的储能单元荷电状态(state of charge,SOC)不均衡,设计自适应的SOC均衡控制策略。其次,对负荷大波动和稳压侧开路故障,设计切换策略以调节电网频率并进行短时直流电压支撑,确保下级负荷的稳定运行。最后,利用基于MATLAB/Simulink平台的仿真模型和RTLAB硬件在环平台验证了所提协调控制策略的有效性和实用性。

潜油直线电机柔性闭环控制技术研究

针对潜油直线电机,设计了一种柔性闭环控制方法。依据潜油直线电机自适应法与转速观测器法相结合的控制策略,适时引用井下压力传感器的反馈,改善电机失步监测效果,提高闭环控制精度和自适应调参能力。通过利用该控制技术,电机在相同工作频率、电压、运行速度的试验条件下,推力提升20%以上,电机振动幅度降低50.26%,在现场相同工况条件下,电机系统效率提高了29.67%以上。

不对称电网电压下MMC-HVDC换流站环流抑制策略

应用模块化多电平换流器技术的柔性直流输电系统在运行时存在桥臂环流问题。文中通过分析不对称电网电压下桥臂相单元的瞬时能量,得出桥臂环流存在2倍频正、负和零序交流分量与直流分量,且直流分量分布不相等。针对交流分量的精确控制问题,文中提出了基于期望瞬态幅值响应的交流控制器,并通过系统的开环与闭环特性分析,在理论上证明了其具有控制精度高、稳定性好等优点。进一步提出了基于此控制器的新型环流抑制策略,此策略可直接在abc三相静止坐标下对每相桥臂独立控制,无需坐标变换和锁相环,控制结构简单且可以同时消除2倍频正、负和零序环流。在MATLAB/Simulink仿真平台中搭建51电平背靠背输电系统模型,验证了该环流抑制策略的正确性与有效性。

含非理想约束多柔体系统递推建模方法

基于多体系统中邻接物体运动学递推关系,可以证明树状多体系统中末端物体的作用体现为传递给其内接物体的惯性和外力.由于闭环系统切断铰约束反力和非理想约束反力可看作为系统外力,任何复杂系统都可以转化为等效的树系统,并且系统约束方程中所涉及的广义加速度可以系统化地用描述约束反力的拉氏乘子替换.基于以上结果,提出了针对含非理想约束多柔体系统递推建模方法.利用该方法可以将复杂多体系统动态减缩为单个物体,从而在求解系统加速度时不需对整个系统的质量矩阵进行求逆运算,同时大幅度地降低了非理想约束反力方程的维数.通过一个算例具体说明了所提方法的求解过程,算例结果与现有商业软件所得结果一致.

就地化保护装置流水线测试系统研制

为适应就地化保护装置接口的变化,提升测试效率,提出了就地化保护流水线自动测试系统的构建方法。文中详细介绍了流水线测试系统的整体设计思路及核心测试流程。测试系统采用层次化、标准化、模块化的体系架构,通过双自由度精密定位和柔性接插自动传输装载被测设备,建立通用测试模板与配置文件映射自动生成测试实例,基于关键字分解和相似度比较完成装置信息的关联匹配,最终实现适应不同就地化保护装置的全自动闭环测试。

闭环柔性多体系统的多点撞击问题

用子结构方法和单向递推组集方法研究闭环的柔性多体系统的多点撞击问题。在撞击过程中 ,在切割铰中增加撞击铰 ,导出了以铰坐标和柔性体模态坐标为系统广义坐标的闭环柔性多体系统在撞击阶段的动力学方程。利用相对坐标下约束方程的 Lagrange乘子和利用绝对坐标下约束方程的 La-grange乘子相等的关系求出切割铰的约束力 ,即撞击力。提出了撞击铰的切换方法。计算了卫星太阳电池阵帆板展开锁定时帆板之间多个接触处撞击力的变化规律。计算结果表明 ,对柔性体之间的碰撞 ,撞击力可能出现多个峰值 。

柔性闭环控制在制动系统部件试验台上的应用

为解决制动系统部件测试工艺繁琐、测试设备多的问题,开发了一种柔性闭环控制系统,用于测试制动系统关键部件。构建了柔性闭环系统通用控制平台,提出了电磁阀柔性关闭数学模型,分析了影响试验台精度的因素及提高精度的措施,并采用事件驱动、软件重用和组件连接方式开发了用于测试制动系统部件性能的测控软件。根据制动系统部件输入口、控制方式和技术指标,将该控制平台用于制动系统部件试验台,应用结果验证了该柔性闭环控制系统的可靠性和实用性。

高精度数控焊接变位机控制系统设计与实现

研制弧焊机器人用数控焊接变位机对弧焊机器人柔性加工单元 (WEMC)的设计具有重要的意义。作者以基于数字信号处理器 (DSP)的研华多轴运动控制卡PCL -832卡为设计核心 ,采用基于模糊规则的智能双模协调控制器 ,即采用比例积分微分控制器 (PID)和模糊控制器的加权合成算法 ,控制过程中模糊控制器和PID控制器同时输出控制量 ,当控制误差较大时模糊控制器的输出权重较大 ,而当控制误差较小时PID控制器的输出权重较大 ,有效避免了变结构控制器切换过程中的震荡 ,实现了焊接变位机的高精度位置控制。作者对实时控制软件的结构设计和实时性要求进行了详细的理论分析 ,提出了基于DOS(Diskoperationsystem)系统下的高精度数控焊接变位机多任务实时控制软件的设计与实现方法。进行了多种工件的焊接试验 ,试验表明该控制系统工作可靠 ,效果良好。

计及热效应的闭环柔性机械系统的动力学分析

基于柔性多体系统动力学理论对一个刚柔耦合的平面闭环机械系统的动力学特性进行分析。首先推导出不计热效应时的平面机械系统的第一类拉格朗日动力学方程,然后利用热应力理论得到柔性梁的应力-应变关系,进而对系统的动力学方程进行修正以得到计及热效应的系统动力学方程。数值仿真结果显示,当系统运行到奇异点位置附近时,各个动力学特性变量均出现明显的增大趋势;当温度发生变化时,各个构件的位移基本保持不变,但构件的速度、机械臂的轴向变形和轴向约束力则产生明显波动,从而揭示出热应力对系统动力学性态的影响。

闭链刚柔五杆机构动力学建模与仿真研究

复杂机构动力学的快速建模与高效计算,是机构学领域关注的难题之一,对复杂机构高效运动预测和优化设计具有重要的理论与实用价值。应用多体系统离散时间传递矩阵法,定义了平面闭链刚柔五杆机构的状态矢量,推导了典型元件的传递方程和传递矩阵,实现了对平面闭链刚柔五杆机构动力学的快速建模与计算。分别应用本文方法和L agrange方法实例计算了某闭链平面刚柔五杆机构动力学,计算结果对比验证了本文方法的有效性和高效性。本文方法无需建立系统总体动力学方程,涉及系统矩阵阶次与系统自由度无关,建模灵活,计算速度快,可推广应用于其他复杂机构动力学研究。

基于电涡流技术的狭缝测量装置的研制

基于平行四边形柔性铰链的狭缝机构由步进电动机带动螺杆旋转,螺母在止转器限制下上下移动,推动导杆楔入柔性铰链使两缝片之间的缝口打开,缝口大小由电涡流传感器测量,反馈给单片机,调整步进电动机的旋转,如此形成一个闭环系统。电涡流传感器输出信号直接反映缝口大小的变化,有效地补偿了机械调节系统的误差对缝宽精度的影响。

含闭链的柔性多体系统的动力学方程

应用Maggi型方程得到了含有闭链的最一般的柔性多体系统的动力学方程,从而扩展了运用整体观点研究柔性多体系统动力学的范围。

基于柔性铰链的精密定位平台的设计

为满足实际生产中对体积小、精度高、配置灵活的精密定位平台的需求,设计了一种基于柔性铰链和闭环控制系统的精密定位平台。该平台具备较大的功能扩展性,对同类设备的生产和制造具有一定的参考价值。

飞机零部件自适应装配系统研究

针对当前飞机零部件装配型架自动化程度低、装配过程可控性差等问题,研究了一种飞机零部件自适应装配系统。该系统集成了虚拟技术、激光跟踪仪检测技术与柔性定位技术,采用了基于力与位移的全闭环控制方法,借助虚拟装调系统实现关键部件的自适应定位与装夹。系统采用某型机机头锥作为自适应装配验证对象,完成了对该部件的自适应精确装调,保证了安装精度,实现了装配过程中力与位移的监控。

高速测量型全光纤电流互感器

常规特高压直流系统对全光纤电流互感器的响应时间要求小于400μs,而在柔性多端换流站中对其响应时间要求小于100μs,这对全光纤电流互感器的信号处理速度及测量精度提出了更高的要求。本文基于全光纤电流互感器测量原理及采样对象关键特征的研究,从采样频率、闭环控制电路增益、噪声抑制、通讯带宽等方面提出了一种测量精度高、响应速度快的全光纤电流互感器设计方法。并基于此方案设计样机进行了阶跃响应及准确度的实验验证,测得该样机总响应时间不超过40μs,且在(10~600)%额定电流下的测量误差不超过0.1%。

全数字闭环石英挠性加速度计系统校正与仿真

针对石英挠性加速度计模拟伺服方案存在精度损失问题。采用全数字闭环的检测方法,提出一种以传递函数校正的控制方案,通过引入积分环节和补偿校正装置消除系统的一阶静态误差,以获得足够的相位裕度。同时对校正装置进行离散化处理,建立了离散域数字闭环系统模型。基于此模型进行仿真与研究,校正后系统超调量在19%,-3dB带宽在1417Hz左右。离散域与连续域阶跃曲线特性基本相同,仿真结果与理论基本一致。验证了数字闭环系统校正方法的正确性和可行性。

一种弹性机翼的颤振主动抑制与阵风减缓方法

由于航空器的弹性性质,飞行过程中飞行参数的不断变化会引发运动稳定性和阵风响应特性的改变。在设计颤振主动抑制或阵风减缓控制器的过程中,以某一飞行状态为基础设计出的控制律往往不能保证在一定飞行参数范围内的性能。针对此问题,首先通过非定常气动力有理拟合方法建立时域连续阵风响应状态空间方程,再考虑模型随马赫数和动压的变化特性建立线性参数变化(LPV)模型。最后以线性参数变化模型为基础构造了包含动压和马赫数参数不确定性的线性分式变换模型,并设计了机翼颤振主动抑制与阵风减缓鲁棒控制器。结果表明,对于算例机翼,其在马赫数0.5~0.7范围内的颤振动压平均增大10%,且在飞行参数不断变化的时域仿真中,翼尖过载的均方根值降低51.4%。

航天器周期时变模态参数闭环在轨辨识的子空间方法

考虑在轨闭环航天器的参数辨识,利用子空间方法辨识大型闭环航天器的周期时变模态参数和控制器的增益参数.讨论了反馈控制器增益矩阵在状态空间方程中的坐标变换情况.利用该方法对所建立的ETS-Ⅷ卫星模型的模态参数和控制器增益参数进行辨识,通过验证闭环系统的响应值,说明该方法在航天器的模态参数闭环辨识中是有效的.

同步带驱动的船用柔性定位系统的建模与控制

以船用自动仓储为应用背景,构造了基于同步带驱动的柔性直线定位伺服系统。首先,基于集总参数法构建了系统的动力学模型。其次,设计了包含电流环、速度环、位置环在内的三闭环控制器,并对比分析了半闭环位置控制系统和全闭环位置控制系统的优劣,分析结果表明,在船舶横摇运动的干扰下,全闭环控制系统具有更高的定位精度。