凸轮轴磨削加工轮廓误差的自适应控制

凸轮轮廓误差的大小直接反映了凸轮磨削加工的精度,由于磨削过程中凸轮轮廓误差不能通过测量获得,该文推导了一种在极坐标系下凸轮轴磨削加工轮廓误差的表达式;采用两轴交叉耦合误差补偿模型,保证砂轮进给和工件旋转运动之间的数学关系;由于磨削力扰动、非线性因素及动力学模型的不准确等会降低轮廓精度,结合交叉耦合轮廓控制器,采用了模型参考自适应控制技术,通过在线计算轮廓误差,调节进给量,使实时轮廓误差满足精度要求。     

双直线电机XY平台的模糊滑模轮廓控制

双直线电机XY平台在加工中负载扰动以及系统参数的变化会使其产生轮廓误差,而且任意轨迹轮廓误差为非线性函数不易进行建模。采用适用于任意轨迹建模的轮廓误差计算法建立双直线电机XY平台的轮廓误差模型并以此误差量作为具有逼近能力模糊滑模轮廓控制器的输入,使误差量在有限时间内趋近于零,以满足XY平台的高精度加工要求.仿真结果表明,所设计的双直线电机XY平台系统具有强鲁棒性和较高的轮廓精度。     

数控绗缝的位图轮廓矢量化优化方法研究

本文提出一种由位图轮廓生成数控绗缝加工的矢量轮廓的优化设计方法.先通过改进的轮廓跟踪算法提取位图中所有轮廓点坐标链,将其按跟踪顺序存储于点链表数组中.然后考虑到多轮廓图案绗缝时,针头的加工路径包含其在轮廓间移动的空行程,为缩短空行程,用贪心法对轮廓进行拓扑排序.最后采用一种快速确定轮廓分段点的方法对待拟合的轮廓进行分段,接着用直线和圆弧对其拟合,从而完成位图轮廓的矢量化.应用表明,该方法较大提高了绗缝图案设计及加工效率.     

高速大行程滚珠丝杠副智能测控平台的伺服控制

为了研究滚珠丝杠副的动态特性如定位精度、重复定位精度、速度及加速度跟踪、动态摩擦力矩、负载扰动、预紧力、疲劳性能、温升和机械振动等对滚珠丝杠副精度保持性能的影响,针对五轴联动加工中心高速大行程滚珠丝杠副设计了一套伺服电机+滚珠丝杠副高速运转、直线电机模拟负载扰动、多通道信号采集的智能精密测控试验平台;建立了测控平台时变参数不确定性和外力扰动的优化动力学模型;提出了基于遗传算法的自适应非线性PID双位置反馈的控制算法和速度、加速度前馈误差补偿的控制策略。试验结果表明,该控制策略具备小的跟踪误差、较强的抗干扰能力和稳定性,满足测控平台的试验需求。     

数控机床多轴联动伺服电机的零相位自适应鲁棒交叉耦合控制

针对驱动多轴联动数控机床的高精度永磁同步电动机交流伺服系统,在分析系统轮廓误差的基础上,提出了将零相位误差跟踪控制器(zero phase error tracking controller,ZPETC)、自适应鲁棒控制器(adaptive robust controller,ARC)和交叉耦合控制器(cross coupling controller,CCC)相结合的控制策略。ZPETC提高了系统动态响应的快速性,消除系统的滞后现象,实现准确跟踪;ARC克服系统参数变化、负载扰动等不确定性因素的影响,增强系统的品质鲁棒性和稳定性;CCC用以消除各轴之间的增益参数和动态参数不匹配的影响。仿真分析表明所提出的控制方案有效,可提高零件的轮廓加工精度。     

基于相关耦合的并联四轴电动伺服平台鲁棒控制

4TPS-PS并联电动平台由4个伺服电机协同驱动,实现3个转动和1个移动自由度,为提高平台运动的位姿轨迹精度,需要实现四轴的非线性同步。该文推导非线性相关耦合误差,兼顾各轴的跟踪误差和同步误差,提出一种基于该误差的鲁棒控制方法,设计基于非线性相关耦合误差和滑模变结构控制理论的鲁棒控制算法。进行仿真和实验研究,结果表明,该控制策略具有较强的稳定性,提高了各轴的非线性同步特性,从而实现平台的高精度轨迹跟踪,平均位姿跟踪精度优于0.07°。     

为提高轮廓加工精度采用DOB和ZPETC的直线伺服鲁棒跟踪控制

为了提高轮廓加工精度,本文针对高精度直线伺服系统,提出了一种将零相位误差跟踪控制器(ZPETC)和干扰观测器(DOB)相结合的鲁棒跟踪控制策略.ZPETC作为前馈跟踪控制器,保证了快速性,使系统实现准确跟踪;基于DOB的鲁棒反馈控制器补偿了外部扰动、未建模动态、系统参数变化和机械非线性等,保证了系统的强鲁棒性能.仿真结果表明了所提出的控制方案是有效的,既能实现完好跟踪,又有较强的鲁棒性能.从而有效地减小了轮廓误差,提高了轮廓加工精度.     

一种有效的影像中椭圆形目标提取方法

高精度的影像目标点的自动提取,是摄影测量三维重建的基础.提出了一种基于自适应阈值化的轮廓提取方法来有效的提取影像中的椭圆形目标点,通过模板匹配的方法自动确定影像中包含目标点的感兴趣区域,在区域内对影像边缘进行处理提取椭圆形目标轮廓,借助于最小二乘椭圆拟合实现椭圆形目标点中心坐标的确定,达到了亚像素级的精度.在目标点椭圆拟合的过程中对,对拟合粗差像素点进行剔除来提高中心坐标的确定精度.根据椭圆特征设置筛选条件,保证了感兴趣区域内检测椭圆的唯一性.     

一种新颖的感应电动机控制仿真研究

矢量控制是基于旋转坐标实现感应电动机的交、直轴电流的解耦控制,状态变换需要计算转子转差或转子磁链角的位置.提出了一种新颖的感应电动机解耦控制方案,该设计方法可以实现快速的转速、转矩和磁链的跟踪.与传统控制方法相比,该方法避免了转子转差或转子磁链角位置的计算.仿真结果证明了该设计方法的有效性.     

一种高分辨率机载SAR实时运动补偿系统设计

SAR系统要实现连续地实时成像,必须具备1套稳定可靠的实时运动补偿系统。本文设计了1种基于GPS和惯性测量器件组成的SAR实时运动补偿系统,该系统能够稳定地实时地输出载体的运动信息,不受目标场景约束,并且运算量适中,适合在飞机载体有限的体积、功耗约束下实现高实时性的运动补偿系统。实际的SAR载机飞行试验证明本文设计的实时运动补偿系统能够支撑SAR系统完成长时间连续的实时成像。     

基于VC++的数字万用表数字识别方法

为实现工业相机提取数字万用表图像数字信息，提出了一种针对数字万用表数字识别的识别方案。该方案基于VC++平台首先对采集的彩色图像进行预处理，包括数字区域截取、图像灰度化、平滑处理；紧接着提取识别目标的边沿轮廓，使用方法包含基于直方图的自适应分段线性变换、灰度图像的非线性拉伸、Canny算法、5邻域方向预估边界跟踪与断点补偿；最后使用交线法实现数字识别。实验结果表明，该方案识别效果好、快速简单、具有较高的实用价值。     

ALA转子电机的有限元模型

用Ansoft软件建立ALA转子电机计算d、q轴参数时的2D有限元模型,在转子采用x、y轴两方向取不同的相对磁导率后,结果表明转子用各向异性线性模型能满足d、q轴参数计算要求,并且也能反映转子的饱和特性,而各向同性模型仅在求d轴参数时是可行的。至于在瞬态磁场分析时各向异性线性模型是否合适还需要作进一步的研究。     

对头镗削工艺同轴度加工误差研究

本文通过校验三坐标测量设备的测量误差,对零件装夹刚性以及卧式加工中心旋转误差补偿进行分析研究,综合解决了对头镗削工艺同轴度加工超差的问题。     

基于等效误差法的直线电机XY平台二阶滑模控制

对于直线电机驱动XY平台,系统动态的非线性、系统不确定性因素以及曲线轨迹的轮廓误差模型相对复杂等问题影响其轮廓加工精度。采用适用于多轴非线性运动系统轮廓控制的等效误差法,建立可用于一般曲线跟踪且容易计算的XY平台等效误差非线性模型。运用二阶滑模控制方法进行轮廓控制器的设计,通过连续控制量使滑模面及其时间导数在有限时间内趋近于零,削弱抖振的同时抑制不确定性因素对系统性能的影响,使直线电机XY平台达到高加工精度要求。理论推导与仿真结果表明,所设计控制系统能有效提高XY平台的轮廓加工精度。     

高压直流输电系统换相失败抑制方法

本文发现了造成直流输电系统后续换相失败的原因之一：锁相环在暂态过程中不能准锁定交流电压相位从而导致控制系统给出的指令触发角与实测的触发角存在偏差。并且较为直观的分析了这种锁相环暂态误差造成换相失败的作用机理。本文以减小锁相环暂态偏差对控制系统的不利影响为目标,在间接测量得到锁相环暂态误差的基础上设计了反馈补偿环节。在PSCAD/EMTDC平台的基础上,并在仿真模型中考虑最小熄弧时间,将输电线路等值为电感,验证本文所提的补偿环节对后续换相失败的抑制作用。算例表明本文所提的补偿环节对换相失败的抑制作用明显,本文所提的补偿环节可靠有效,具有较大的工程实际意义。     

永磁同步电动机直接转矩控制方法的比较研究

提出一种用于永磁同步电动机的基于磁链误差矢量补偿的直接转矩控制（EFVC—DTC）策略，给出了磁链误差矢量的估计算法，并将该控制策略下的稳态和动态运行性能与常规DTC进行比较。仿真及实验结果表明EFVC—DTC可以使电力开关器件工作在基本固定的频率上，磁链和转矩脉动显著减小，比常规DTC具有更优越的稳态性能，而动态转矩响应几乎与常规DTC相同。     

Boost型三电平开关变换器的建模与闭环设计

根据Boost型三电平开关变换器工作原理,在低频、小信号、小纹波假设条件下,利用状态空间平均法和欧拉公式建立了从控制到输出的数学模型,由于其数学模型存在右半平面的零点,系统成为非最小相位系统。根据非最小相位系统的特点,设计了超前-滞后补偿网络对系统进行串联校正,实验结果良好的动、静态性能验证了数学模型和控制策略的合理性,为其他三电平开关变换器的分析和设计提供了理论依据。     

基于功率平衡的电磁转矩检测方法研究

针对传统的矢量控制转矩观测方法运算量大、依赖磁链的实时观测值、无法突显等效扰动前馈非线性解耦(equivalent disturbance fed forward nonlinear system decoupling,EDFND)方法优势等问题,提出了一种基于功率平衡的不需要坐标变换的异步电动机电磁转矩检测新方法。在矢量控制仿真平台下,对比分析转矩检测新方法和传统方法的结果,并搭建了实验平台,验证了该方法的正确性和有效性,实现了根据电机定子电压、电流,频率即可辨识出异步电机的瞬时输出转矩,满足EDFND方法转矩检测无坐标变换的要求。结果表明该方法具有准确、运算量小、不依赖磁链观测值等优点。     

无权重系数整定的双轴进给驱动系统预测轮廓控制

为解决双轴进给驱动系统预测轮廓控制中,权重系数整定依赖人工经验和耗时较长的问题,本文提出一种双轴进给驱动系统有限控制集模型预测控制策略。首先将驱动电机的运动方程、电气方程和逆变器的数学模型相结合,建立统一模型;然后预测带有电流和转速信息的参考电压矢量;之后根据轮廓误差与跟踪误差之比,分情况来确定改进的价值函数;并进行备选电压矢量的选择和价值函数的寻优。最后,通过仿真研究证明所提出的控制策略能够满足所需的动态响应速度和轮廓跟踪精度,且无需权重系数整定。     

改进的无功补偿空间矢量控制策略

以控制电流跟踪误差和恒定开关频率为目标,文中基于空间矢量提出了一种改善型的适用于无功补偿的控制方法。该方法的开关矢量通过参考电压矢量与误差电流在α-β平面直接合成,不再局限于八组基本空间矢量,从而更有效地抑制了误差电流。空间矢量脉宽调制采用三相电压差值来计算相邻基本电压矢量的作用时间,差值算法在实现恒定开关频率的同时大大简化了传统方法的计算量。仿真实验证明了该控制策略简单可靠、鲁棒性强、易于离散化实现,具有良好的补偿性能。