两车纵向并车联合运输同步控制技术研究

针对两台液压载重车联合运输大型轮船的同步控制进行研究,根据运载装备的特点,采用两车纵向并车的运输方式,行走过程中两车之间必须保证同步行走,否则可能会发生轮船滚落或载重车结构损坏的重大事故。针对运输车速度的稳定控制,求解出行驶驱动系统泵控马达的系统传递函数,并仿真验证了控制器采用PID控制算法可以提高运输车速度的稳定性。根据运输的特点,采用“主从式”控制策略,提出采用驱动压力和行驶速度的双闭环控制,设计出基于CAN总线的控制系统,最后进行了实车试验,根据现场试验采集的数据,验证了此控制器能够使两车保证很好的同步效果。

可见光多波段激光合束系统设计

为了实现可见光波段不同波长多路激光的精密合束,设计了一套激光合束系统。通过长焦距镜头和高缩束倍率镜头配合大面阵光电探测器分别实现合束激光指向与位置的高精度、实时监测;通过高精度的角度调节平台和位置调节平台分别实现光束指向和位置监测误差的实时补偿。在完成光束指向、位置监测镜头的设计加工及精密装调后,获得位置监测装置的监测分辨率为0.054 mm,指向监测装置的监测分辨率为3.5μrad;在完成光束位置校正平台、指向校正两维摆镜、闭环控制系统合束流程的详细设计后,对合束系统的合束精度进行实验检测和误差分析。实验结果表明:合束系统短时间内针对稳定光束的合束精度为:指向6.17μrad,位置优于0.66 mm;长时间内针对缓慢漂移光束的合束精度为:指向18.46μrad,位置优于0.72 mm。因此,所设计的激光合束系统合束精度高,并且可及时对光束的漂移误差进行自动补偿,满足系统的应用要求。

一种用于闭环控制系统的大功率直流功放电源设计

功放电源属于控制系统的必要组成单元,其主要作用是为控制系统提供稳定有效的大功率驱动能力。因此,功放电源的稳定性对控制系统的性能指标有着较大的影响效果。根据实际使用情况统计,交流功放电源组合和直流功放电源组合为目前主流的2种控制系统驱动方法。对一种闭环控制系统的大功率直流功放电源进行部分改进,加入了稳压保护电路,经理论和实践验证,所描述的大功率直流功放电源组合的改进原理和过程具备一定的推广使用价值。

基于DSP的定日镜跟踪控制系统研究

研制了一种用于塔式太阳能热发电站中定日镜的新型跟踪控制系统,该系统采用开-闭环结合的控制方式,以DSP2812为控制器,并针对定日镜谐波传动机构在控制过程中其参数在一定范围内具有'自相似性'的特性,系统采用了复合式分段控制算法,即:在开环时输出脉冲常量快速定位,在闭环粗调时采用增量式数字PID算法,在闭环精调时利用分形修正的PID算法,最终实现定日镜的精准跟踪。经测试表明,该系统跟踪精度优于3.5mrad,25度阶跃响应常数小于103ms,超调量小于3.2%,半振荡次数小于2次。该文主要成果已在国家863计划重点项目示范基地中经过现场测试检验。

塔式太阳能热发电站中的定日镜跟踪装置研制

针对塔式太阳能热发电站中定日镜跟踪装置通常采用开环控制方式,存在跟踪精度低、累积误差大等缺点,该文介绍了一种采用双轴传动机构的新型跟踪装置硬件设计、工作原理和控制策略。该装置的控制系统采用开–闭环结合的控制方式,以DSP(TMS320F2812)作为控制器,与发送太阳位置信息和控制命令的监控计算机实时通信。实验结果表明,该跟踪装置设计合理,运行稳定,反应速度快,实时跟踪精度优于3.5mrad,超调量小于3.2%,实现了定日镜的实时精准跟踪。

联合收割机负荷控制半实物仿真平台的设计

联合收割机负荷模型存在严重的非线性和参数不确定性,在负荷控制器及其控制算法的研究中需要进行大量的试验,而负荷控制器的田间实车试验存在很多制约因素,难以实现全面试验。针对上述问题,建立了由负荷反馈控制器和虚拟联合收割机对象组成的半实物仿真试验平台。基于4LZ-2.0型全喂入收割机,设计了虚拟收割机模型和相应的各种工况,为研究开发联合收割机负荷反馈控制器及其控制算法提供有效的验证环境。最后,利用此平台模拟联合收割机实际作业过程,对负荷反馈控制器进行各种工况条件下的测试,试验结果表明了仿真平台的有效性。

联合收割机双闭环负荷控制系统的设计

联合收割机是一个高阶时变非线性系统,存在大滞后,工况复杂,简要分析联合收割机数学模型及作业期间可能存在的各种内部、外部扰动。针对收割机负荷控制系统中利用一个控制器综合多个扰动,各参数相互影响,参数调整困难,系统动态性能不够好的问题,提出一种双闭环负荷控制系统,将收割机系统分为行走、作业两部分,分别利用车速闭环和滚筒转速闭环进行控制。车速闭环采用单神经元比例积分微分(Proportion,integration,differentiation,PID)算法,根据车辆行走系统的工况变化不断调整控制参数,尽可能跟踪给定车速。滚筒转速闭环采用直接广义预测控制算法,也可自动适应系统参数和工况的变化,保证滚筒恒定在最佳转速。整个控制算法实时计算量较小,可保证系统具有足够高的实时性。仿真和试验证明双闭环负荷控制系统能获得较高的控制精度和优良的动态特性。

两个光纤激光器的相干合成及其闭环控制

采用了并联主振荡-功率放大的相干合成方案,实现了光纤激光器的相干叠加。主振荡的输出光通过保偏光纤分束器分为两路,其中一路加入保偏光纤相位调制器以实现闭环控制,两个保偏光纤放大器分别对两路输出光进行放大,放大后的输出光再由一个2×2的保偏光纤耦合器会聚相干。合成输出光的一部分通过光电转换后进入数据采集卡,采集卡将采集到的数据送入计算机进行实时处理并将得到的反馈信号作用于相位调制器,相位调制器实时控制两路信号的相位差,从而实现整个实验系统的相干合成输出。系统实现闭环控制后,两路光纤放大器的相位差为2π的整数倍,输出光强始终保持最强。该相干合成方案简单易行,性能稳定。

基于位置内环的骨骼服力控制方法

讨论一种基于位置内环的力控制方法,并将其应用于骨骼服的控制之中。首先,基于系统的静态模型建立骨骼服的位置控制内环,再采用多维力/力矩传感器测量操作空间中人作用于骨骼服的力/力矩信息,构造位置内环的参考输入信号,形成力控制外环,并对人体负荷情况下的蹲起动作进行仿真实验。研究结果表明:该方法无需系统精确的动态模型,就能控制骨骼服跟随人体运动,并保持人体对骨骼服的作用力最小;所设计的控制器是有效的,并对环境变化和负荷变化具有较强的鲁棒性。

基于复合控制数字化弧焊逆变电源的仿真分析

在分析了传统控制方法优缺点的基础上,提出了一种基于重复控制和双闭环控制相结合的复合控制弧焊数字化逆变电源控制方案。重复控制利用扰动的重复性特点,逐周期地修正输出电压可以较好地改善系统的稳态特性,双闭环控制利用电流内环快速、及时的抗扰性来有效地抑制负载扰动的影响,可以较好地改善系统的动态特性。在对弧焊的飞溅及焊缝成形影响因素分析的基础上,利用复合控制的数字化系统,在短路阶段通过实时调整di/dt及峰值电流,短路电流采用适当的外拖回拐量,在燃弧阶段,保持燃弧电压稳定的同时,提高再引弧电流,以改善焊接工艺性能。结果分析表明,采用该方式控制的焊接电源,可以减少飞溅,使焊接过程稳定,焊缝成形变好。

基于灰色蚁群组合预测的生物质气化炉双闭环控制

针对生物质气化炉处理过程中存在非线性、大时滞性、不稳定性和负荷干扰特点,提出了一种基于灰色蚁群组合预测双闭环控制算法。首先采用灰色算法建立气化炉温度预测模型,然后考虑可能的扰动,引入蚁群算法对灰色模型进行优化,在此基础上对炉温进行控制;最后引入基于变论域模糊控制算法,利用模糊规则对气化炉一次风量进行控制,在保证炉温稳定的情况下,降低可燃气体含氧量。仿真和现场运行结果表明了方法的有效性和先进性。

联合收割机脱粒滚筒的双闭环负荷控制

为提高联合收割机系统的控制性能,保证收割机系统始终工作在合理的负荷范围内,提出一种采用脱粒滚筒的负载转矩来反映滚筒负荷的设计思想,并采用一种双闭环负荷控制系统,分别利用滚筒转速闭环和滚筒转矩闭环对脱粒滚筒进行控制;针对割台后传送带存在的时滞问题,提出传动系统中传送带的动力由联合收割机行走机构传递,使得传送带这一延迟环节近似为增益为1的比例环节;分析了脱粒滚筒负荷与喂入量的关系,建立了脱粒滚筒负荷系统模型。在此基础上建立了脱粒滚筒模糊PID双闭环负荷控制系统。仿真结果表明,该控制系统有效可行。

基于PI控制的交流电子负载内环电流控制的改进

针对交流电子负载内环电流PI控制存在抗干扰能力差的缺点,在分析交流电子负载的主电路结构及其控制方法的基础上,提出将扰动电压前馈的复合控制方法,在保持内环电流PI控制器跟踪速度的前提下,提高了系统的抗干扰能力,并通过对交流电子负载的建模,按照典型型系统整定方法,确定了PI控制器中参数的大小,仿真表明,该方法能够很好的抑制电压侧带来的扰动,实现交流电子负载负载模拟的功能。

用于激光相干合成的高速高精度闭环控制

针对目前激光相干合成控制方法的相位精度和闭环带宽较低的问题,提出一种基于高精度相位检测和可编程门阵列实现多路激光相干合成的高速高精度闭环控制方法。该方法对每一路相干光进行独立控制,在进行多路相干合成时,只需要增加相位检测和控制的路数,不会导致相位控制精度和相位控制带宽的下降。实验表明其相位控制精度可以达到1.44,闭环控制带宽可以达到1MHz。同时,基于该方法搭建了两路激光相干合成实验装置,实现了两路激光的稳定相干合成。

软硬锁相环在分布式风电并网控制中的联合应用

首先,在行业规范剖析基础上,提出软硬件结合的并网控制设计方案;其次,在锁相环设计环节,分别从硬件锁相环与软件锁相环角度进行仿真及编程设计,对照技术指标分析,选定双二阶广义积分锁相环作为小型双馈风力发电并网控制中的电网电压信号采集的技术,并且利用DSP2812开发相应的程序算法,得到基波信号用于实际双馈发电系统的定子电压定向控制,实现控制目标的可靠性及抗扰动性;最后,结合网侧与发电机定子侧电压比较输出信号,引进硬件锁相环,通过系统联调进而实现预期设计目标,电网侧与发电侧电压频率差控制在2 Hz以内,相位差控制在12°以内,有效值差控制在4 V以内,成果测试基本符合国家行业标准,具有行业实际应用价值。

几种适合于有源电力滤波器的控制策略的对比分析

针对几种适合于有源电力滤波器(APF)控制方法的对比分析,指出了它们各自的优缺点及应用范围。主要介绍了一种能够在低开关频率下实现大功率变流器SPWM技术的组合变流器载波相移SPWM(CPS-SPWM)控制方法。

倾斜转弯导弹三回路鲁棒自动驾驶仪设计

针对倾斜转弯导弹,提出了最优/经典综合设计方法设计自动驾驶仪。该方法应用最优控制设计出俯仰/偏航混合通道三回路自动驾驶仪,设计中同时对开环系统的奇异值频域曲线进行约束,以保证系统具有一定的鲁棒性,获得的三回路自动驾驶仪结构简单,易于工程实现。仿真结果证实了其具有良好的跟踪性能和鲁棒性,也表明该自动驾驶仪能满足倾斜转弯导弹协调倾斜转弯的要求。

开闭环结合的水肥混灌系统

研发了一种开环和闭环结合的水、液肥混灌的自动控制系统,系统基于无线传感网实现.在系统的闭环部分,节点采集各大棚土壤的湿度,并经路由中继后,传递至协调节点,协调节点根据土壤湿度信息,控制自动灌水.在开环部分,系统接收用户指令,获得目标棚、灌溉量、水液肥比例等信息,然后依此混配水和液肥并将其灌溉至目标棚.本系统开环、闭环无缝结合,且开环、闭环部分均可独立工作,另外系统将业务逻辑功能分散到不同节点,实现了分布式控制.系统有效提高了水、肥的利用率,造价低廉,具有较大的推广、应用价值.

基于模型的汽车电控单元仿真测试技术研究

首先介绍了三种在环仿真测试技术:模型在环仿真,软件在环仿真和硬件在环仿真的基本原理,以及它们在车用电控单元研制过程中不同阶段的应用。在此基础上,作者研制了汽车电动驻车制动控制器软件在环仿真测试系统及汽车组合仪表电控单元通讯软件自动测试硬件在环仿真测试系统。前者实现了对电动驻车制动系统的全参数动态模拟,为电动驻车制动系统控制软件的开发测试提供了仿真测试环境;后者实现了对组合仪表电控单元通讯软件的自动测试。

大型油压机液压系统节能分析

主要从节能方面分析和比较闭式泵控回路与泵-充液阀回路的工作原理及特点,结果表明闭式泵控回路在节能方面具有更大优势,对于大型和超大型油压机来说具有重要的意义。