新型机电作动器作动模块的瞬态特性分析

目前飞机作动器存在传动链长的问题,影响了作动器系统的效率和性能。本文提出了以直接驱动为目的的机电作动器研究方案,通过对作为作动模块的圆筒型直线感应电动机的研究,建立了数学模型,同时借助多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics建立了该电动机的动态仿真模型,对其瞬态特性和气隙磁场进行了仿真计算,得到了气隙磁场和次级感应电流的分布情况及次级受力和速度特性。通过与文献对比,证明了本方法的正确性和有效性,对飞机电作动器的研制具有重要意义。     

电磁作动器非线性输出力建模方法

针对具有复杂磁场分布的电磁作动器非线性输出力建模问题,提出一种实验测试和回归分析相结合的建模方法.通过标定实验测量磁场工作区域内若干不同空间位置点处的电磁力,基于标定实验数据,采用多项式回归方法和高斯过程回归方法建立电磁力模型.基于多项式回归方法建立电磁力的多项式形式的参数模型,通过最小二乘法计算多项式模型系数.基于高...     

基于直升机ACSR的共振式作动器设计

为了扩大作动器的适用范围、获得高效动力放大系数,基于直升机ACSR的环境,设计了一种固有频率可调的共振式作动器。该作动器基于共振原理,主要由专门设计的梁结构、模组 质量块机构、电磁式作动器、支架以及轴承等组成。本文对该共振式作动器进行了结构设计、动力学建模、有限元建模仿真、性能试验和振动主动控制仿真：控制质量块的位置,以实现其固有频率的调节;通过性能仿真和试验,标定其调频范围以及输出力与输入激励之间的传递效率（放大系数）;结合HHC控制算法以及LabVIEW仿真,将其应用于振动主动控制中。性能仿真和试验结果表明：该共振式作动器在结构固有频率可调节的同时,满足了高效放大系数的设计要求。同时,LabVIEW控制仿真也表明,其可根据不同外激励频率,切换不同的共振频率档位以应用于ACSR中。     

负阻抗补偿法在机电作动器上的研究与应用

针对电力作动器类恒功率负载引起的负阻抗效应,提出采用负阻抗补偿法来解决电力作动器系统的稳定性问题,并且进行补偿器设计方法的研究。首先通过推导电网输入导纳得出稳定判据。然后比较常用增大电容法与负阻抗补偿法,分析两种方法对电能品质的影响及稳定性问题,并比较补偿器参数的改变对干扰性能的影响,重点分析比例系数对电网性能的影响。再通过仿真和实验对带有补偿器的作动器系统进行系统性能的验证。结论表明改进型负阻抗补偿法可以在满足系统快速性的同时,采用相对小的电容来保证系统的稳定性。另一方面负阻抗补偿法对大扰动问题仍然适用,同样可以改善电能品质。     

基于一维卷积神经网络的机电作动器故障诊断

针对机电作动器的传统故障诊断方法依赖于人工特征提取和工程经验的问题,该文提出一种基于一维卷积神经网络（1DCNN）的智能故障诊断方法。相较于传统故障诊断算法中特征提取和分类的分开处理,该方法将两者合二为一、共同进行。首先,利用重叠采样对直驱型机电作动器的正常信号和故障信号进行预处理来获取数据样本;然后将样本输入到设计的一维卷积神经网络模型中,通过多层数据变换得到有效的特征表示,从而建立原始数据端与运行状态端之间的映射关系,实现机电作动器端到端的故障诊断。实验结果表明,该方法可以有效地诊断出机电作动器的故障,且故障识别率可以达到98%左右。另外,该方法在不同白噪声下仍可以保持较高的故障识别率,具有比较好的鲁棒性和泛化能力。     

双余度机电作动伺服系统数学模型与特性

机电作动器作为飞行控制系统之伺服作动器具有体积小、功率密度大的优点,而双余度永磁无刷电机作为机电作动伺服系统的动力源提高了伺服作动系统工作的可靠性。通过对不同的系统工作模式与双余度永磁无刷电机结构特性的比较,建立了双余度伺服作动系统数学模型。详细分析了双余度永磁无刷电机电磁转矩纷争产生的原因,提出了以数据链交叉反馈及均衡算法抑制转矩纷争的方法。理论分析及实验证明,该方法能消除余度电机间转矩纷争现象;系统频带宽3Hz,满足多电以及全电飞机电力作动系统的要求。     

航空机电作动伺服系统复合控制策略研究

针对航空机电作动伺服系统中存在的外界负载扰动、内部未建模动态和参数时变等会严重影响伺服精度的问题,提出了线性扩张状态观测器和全局滑模控制相结合的复合控制策略。建立机电作动伺服系统的非线性状态空间模型,并将建模误差及未建模动态视为未知干扰。通过构建线性扩张状态观测器,实时估计系统扰动,以在设计全局滑模控制律时对其补偿,降低控制律中的不连续项增益,削弱控制量抖振带来的影响。应用Lyapunov方法证明闭环控制系统渐近稳定。理论分析和实验结果表明所提控制方法能有效提高系统的位置伺服精度和抗干扰性能。     

新型压电驱动机电耦合动力学系统分析与建模

为了准确描述压电陶瓷驱动器中存在的复杂非线性滞回动力学特性,采用分层建模原理,建立了驱动器中底层压电叠堆的非线性滞回子模型。将该底层子模型与驱动器中上层弹性和运动部件的子模型进行集成,导出了一种具有仿射形式的新型机电耦合非线性集总参数ECNLP模型。通过时域的仿真与实验对比验证和频域的动力学分析表明,该模型不仅能够准确、合理的刻画压电叠堆中的非线性滞回动、静态特性,而且充分考虑了驱动器中弹性和运动部件的动力学特性,为以后压电陶瓷驱动器控制系统的设计提供了一种新的建模方法。     

基于BLDCM的航空作动器系统建模与仿真

文章介绍了一种由无刷直流电动机和蜗轮蜗杆机构组成的航空作动器系统。为了满足系统的性能指标,采用了位置、速度和电流三闭环的控制策略。在Matlab/Simulink环境下建立系统模型并进行仿真,结果表明该控制系统具有较快的响应特性和较高的精度,应用于航空作动器是可行的。     

高推力永磁直线作动器及其关键技术综述

磁力传动式直线作动器通过非接触式的磁场耦合实现能量传输,避免了机械磨损、卡死、过载能力不足等问题,并且提升了可靠性,降低了振动和噪声。将永磁磁力传动技术引入到直线作动器领域,使得兼具高推力密度、高可靠性的直线作动器成为可能。该文首先系统阐述了高推力永磁直线作动器的基本特点和研究现状,对典型的永磁直线作动器进行综述,并引入高推力密度磁力丝杠作动器的概念,分析其永磁磁力传动的一般性原理;然后,对近年来国内外学者在磁力丝杠作动器领域已开展的研究工作进行整理和归纳,并对拓扑结构、磁路加工等关键技术问题进行分析和探索;之后,讨论了该作动系统在航空航天和轨道交通等领域应用的可行性;最后,对磁力丝杠直线作动系统的研究方向进行展望。     

Characteristics of linear actuator with semiclosed magnetic circuit excited by discharge current of capacitor

The simple structured linear actuator considered in this paper is based on the model, called the single-phase oscillating motor, proposed by Jayawant. Reports have already been made on the static and kinetic characteristics of the actuator of the model proposed by the authors for two cases considered and not considered the magnetic saturation when it was driven by an ac source. Although the theoretical procedure to calculate the characteristics is very simple, the calculated results in both cases have shown close agreement with the experimental ones. To improve the actuator for practical use, some methods will be considered and one of them is to use a dc source instead of an ac source. Using the charged capacitor as a dc supply, an instantaneous large current flows easily in the exciting coil in comparison with the case of an ac supply. In this paper, qualitative explanation of the ring motion and calculated results of the ring speed which have good agreement with experimental results are reported.     

降压型变换器动态响应特性分析

根据降压型开关变换器的工作原理,利用状态空间平均法以及欧拉公式建立了降压变换器的动态响应小信号数学模型,根据模型分析了降压型开关变换器的动态响应特性,探讨了动态响应的时间与器件之间的关系,依据小信号数学模型设计了补偿校正网络对动态响应进行改善,补偿后系统良好的动、静态性能验证了数学模型的准确性.     

雷电流特性及其波形分析

通过对雷电流特性的分析,阐述主放电通道的波阻抗、雷电流波形,及幅值概率分布和雷电流极性等特点。根据其特点,建立了雷电流波形的三种主要数学等值模型,即双指数函数模型,霍德勒模型和脉冲函数模型。并应用Matlab软件对其进行仿真,得出不同模型间的特性差别及其适用范围。     

Research on system architecture of modeling and simulation

The modeling and simulation (M&S) architecture describes and defines the relationship between the different parts of a simulation. The simulation system architecture and simulation support platform architecture are discussed separately. The simulation support platform architecture consists of the management layer, the resource layer, the communication layer, the application layer and the infrastructure layer. The best way is to design and realize the M&S collaborative environment for simulation support platform in the resource-communication-application three-dimension space. Translated from System Simulation Technology, 2006, 2(2): 63–68 [译自: 系统仿真技术]     

开关磁阻电机的精确转矩解析模型及基于Dymola的动态仿真

在有限元分析的静态特性参数基础上,建立了开关磁阻电机(SRM)的一个新的快速解析非线性模型,模型的磁链曲线和转矩曲线与有限元的分析结果都比较吻合。基于Dymola平台建立了SRM及其驱动系统的模块化模型,目的是建立一个通用性强、扩展性好,并相对完善的SRM元件库,进而搭建系统模型,分析其动态性能参数以达到优化设计。本课题所开发的SRM模型库也适用于基于Dymola平台所开发的其他动力系统(如航空动力系统)的耦合仿真分析,为综合系统的优化设计提供分析依据。基于Dymola/Modelica给出仿真实例,验证了模型的准确性和可行性。     

基于行为级建模的通信电台同址干扰预测分析

当多部电台同时在有限空间内工作时,同址工作的发射机必然会对接收机产生干扰,这些干扰会严重影响无线电通信质量.首先详细分析了放大器的非线性特性对同址干扰的影响,建立了放大器MRF422的具有记忆特性的行为模型.进而提出了一种以信纳比为判据对系统进行行为级建模进行预测分析的方法.最后,在ADS( Advanced Desi...     

基于三相VSI的SVG动态建模与仿真研究

基于电压源逆变器(VSI)的静止无功发生器(SVG)直接应用PWM控制技术,具有动态无功功率补偿、稳定节点电压、阻尼系统振荡等多项先进功能,同时结构紧凑、易于控制、谐波含量小且功率密度大。先定义二值逻辑开关函数,再建立SVG在abc三相坐标系下的四阶动态数学模型,然后利用坐标变换得到了αβ与dq坐标系下SVG的三阶动态数学模型。该模型可以详细描述SVG的动态工作过程。SVG在αβ坐标系下的模型中两电流分量不存在耦合,便于控制系统设计。α轴分量与β轴分量(或d轴分量与q轴分量)正好是有功电流分量与无功电流分量,从而有利于对SVG的瞬时有功功率与瞬时无功功率分别进行控制。应用MATLAB对采用滞环电流跟踪控制的±150 kVA SVG在感性负载与容性负载两种情况下进行了仿真研究,仿真结果验证了所建数学模型的准确性与正确性,同时证明了基于VSI的SVG具有良好的动态性能与静态补偿效果。     

接地网电流分布的测量与分析

由于在实际接地网中测量接地网电流是不可能的，因此，提出了一种实验室接地模拟的方法来分析实际接地网的电流分布，即在实验水池中，用电量隔离传感器测量接地网的电流分布，测出不同接地网——单根垂直接地体、十字形接地网、水平接地网、复合接地网的电流分布，所得的实验结果为研究接地网中的电位分布及接地网的设计提供较准确的科学数据。     

建模与仿真VV＆A技术研究与发展

VV＆A是当前建模与仿真研究的主要热点之一。随着科学技术的发展,仿真对象由一般系统发展到复杂系统,系统建模与仿真的校核、验证和确认（VV＆A）的重要性越发突出。本文追踪了国内外VV＆A研究进展,介绍了VV＆A的相关概念、基本原则、技术方法和仿真系统的VV＆A过程,指出了国内VV＆A研究存在问题和发展方向。     

10 kV配电网合环电流暂态过程的分析与仿真

分析了配电网合环暂态过程及合环冲击电流对电网安全运行的影响.结合配电网特点建立了数学模型,推导出了合环冲击电流的数学表达式,并应用PSCAD/EMTDC软件对实际算例进行了暂态仿真计算.仿真计算结果表明,建立的数学模型正确可行.