双定子直线振荡电机动子位移自传感技术研究

基于建立的双定子直线振荡电机系统数学模型,提出了电机动子位移自传感算法,通过对于电机端电压及电流信号的处理实现了动子位移的自传感.在此基础上,通过实验对此算法进行了验证.实验结果显示,在有效行程范围(20 mm)内.定频变行程和谐振点变行程控制方式下的估算行程的最大绝对误差分别为0.4 mm和0.3 mm,最大相对误差分别为4.76%和3.7%,可以满足控制要求.此算法可用于直驱压缩机的变行程控制及上死点控制.     

双定子动磁铁式直线振荡执行器的力特性分析

为研究双定子动磁铁式直线振荡执行器的力特性,在分析执行器结构及运行原理的基础上,首先建立执行器的等效磁路模型,推导出一种计算执行器电磁推力及气隙磁链的解析模型,该模型充分考虑了结构参数及永磁体材料对电磁推力的影响;然后采用三维有限元参数化分析方法对执行器的电磁推力进一步分析和计算。结果表明:该执行器的电磁推力与动子位移无关,与定子电流成正比;气隙磁链是定子电流和动子位移的线性函数。研究结果将为该类新型执行器的优化设计及驱动控制提供较好的理论依据。     

新型Halbach横向磁通直线振荡执行器

结合Halbach阵列永磁电机和横向磁通电机的优点,提出一种Halbach型横向磁通直线振荡执行器.该执行器无需动子铁芯,具有结构紧凑、质量轻、定子叠装方便及力特性良好等特点.首先介绍了该新型直线振荡执行器的基本结构和工作原理,分析了动子磁极的Halbach阵列磁场分布,并采用三维有限元参数化分析方法对执行器的气隙磁链和静态电磁推力特性进行数值计算,建立了考虑气体力负载的执行器系统模型,分析了动子质量、弹簧刚度、气体力负载等因素对执行器谐振特性的影响.研究结论将为该新型执行器的进一步优化设计及其高效率控制提供有效的理论依据.     

磁阻传感器在直线位移传感中的应用

HMC1501是一款专门的线位移/角位移传感芯片,属于磁阻传感器,其典型应用方案是用来测量直线位移.改变传感结构,可以将直线位移转化为角位移来测量,理论分析和实验证明,相对于典型方案,将直线位移转化为角位移后进行测量,不仅测量精度高,而且测量范围广,也节省了成本.     

电容式位移传感器在电控液动执行器中的应用

本文详细的讲述了电容式传感器在电控液动执行器中的应用，包括传感平的结构、原理以及检测电路的原理和有关的实验数据，在使用过程中证明本传感器完全符合电控液动执行器的技术指标。     

复合型钱式执行器的高位移性能研究􀀁

本文研究了复合型钹式执行器的位移放大作用,以及对它的整体等效压电常数的影响,这种执行器的位移值（Ｓ）、等效等静压压电常数（ｄｈ）和等效等静压灵敏度（ｄｈ × ｇｈ）与同尺寸单体压电陶片（ＰＺＴ－５Ａ）工作时的对应值,分别高出近４０倍、８０倍和４００倍,并与压电陶瓷片的厚有关联。     

磁致伸缩式直线位移传感器在机床行业的应用

华鲁锻压机床有限公司采用TURCK公司基于磁致伸缩原理的线性位移传感器,并成功优化其机床设备性能。     

基于动子附加高频绕组的隐极式永磁直线同步电机动子位置测量装置

针对隐极式永磁直线同步电机凸极效应不明显的特点,提出了基于动子附加高频绕组的永磁直线同步电机的动子位置和速度测量新方法.通过对基于动子附加高频绕组的动子位置和速度测量原理的分析,建立了其数学模型,并在此基础上设计了以TMS320F2407处理器为核心的动子位置和速度的检测系统.侧重介绍了高通滤波器、带通滤波器、移相电路...     

自传感介电弹性体执行器的动力学设计及应用

本文提出了一种传感与作动一体化的介电弹性体(DE)软执行器,可用于薄膜结构形面变形的同步测量和控制.首先,建立DE软执行器电致驱动过程的动力学模型,描述其力电耦合行为.其次,通过开展动态作动实验,辨识该动力学模型的参数.第三,分析不同参数对作动器动态响应的影响,以理解其基本动力学特性.第四,建立DE软执行器自传感过程的简化电路模型,并对其电学参数与位移之间的关系进行实验标定.最后,开展平面薄膜结构的形面位移自适应调整实验,并设计相应的控制策略.实验结果表明,该DE软执行器在作动和传感方面均具有较高精度.因此,其在构建高精度空间薄膜天线方面具有较好的应用前景.     

执行器故障不确定非线性系统的自抗扰控制

针对不确定非线性系统的执行器故障问题,提出一种基于扩张状态观测器的自抗扰控制方法.首先,将系统的内部扰动、外部扰动,以及实际故障执行器和理想线性执行器之间的偏差定义为总扰动,并利用扩张状态观测器进行实时估计和补偿,消除总扰动对系统输出的影响;然后,设计误差反馈控制律,使系统获得满意的跟踪性能;最后,两个二阶控制系统的仿...     

基于扩张状态观测器和反步滑模法的四旋翼无人机轨迹跟踪控制

为了解决欠驱动四旋翼无人机（UAV）在实际飞行中存在的外界干扰问题,同时提高在系统参数摄动情况下的精确轨迹跟踪效果,设计了一种基于扩张状态观测器（ESO）和积分型反步滑模算法的飞行控制策略。首先,根据系统的半耦合特性和严反馈结构特点,采用反步法设计姿态内环和位置外环控制器;然后,将抗干扰能力较强的滑模控制融入其中,使得系统的鲁棒性得到增强;接着,为了减小系统的稳态误差,引入积分环节;最后,利用ESO实时估算出系统的内、外总扰动并对控制量进行补偿。通过Lyapunov稳定判据,可以说明该系统是一个全局渐进稳定的系统,并通过仿真分析验证了所提控制方法的有效性和鲁棒性。     

基于特征的CAD/CAE集成中并行建模技术研究*

为了解决传统CAD/CAE集成系统对同一产品串行生成不同的全细节层次模型和抽象模型的低效性与不实用性,采用基于特征的多分辨率建模技术和LOD技术,通过建立和查询存储在公共特征库中的多分辨率特征及LOD/LOA模型链表,实现自定义层次模型的并行快速同步提取和修改。实际应用表明,该方法能快速求得基于不同细节层次和抽象层次的简化模型,提高了实体模型设计与分析的效率。     

Periodic stabilizability of switched linear control systems

Stabilizability via direct/observer-based state feedback control for discrete-time switched linear control systems (SLCSs) is investigated in this paper. For an SLCS, the control factors are not only the control input but also the switching signal, and they need to be designed in order to stabilize the system. As a result, stabilization design for SLCSs is more complicated than that for non-switched ones. Differently from the existing approaches, a periodic switching signal and piecewise constant linear state feedback control are adopted to achieve periodic stabilizability for such systems. It is highlighted that multiple feedback controllers need to be designed for one subsystem. For discrete-time SLCSs, it is proved that reachability implies periodic stabilizability via state feedback. A necessary and sufficient criterion for periodic stabilizability is also established. Two stabilization design algorithms are presented for real application. Moreover, it is proved that reachability and observability imply periodic stabilizability via observer-based feedback for discrete-time SLCSs. Periodic detectability, as the dual concept of periodic stabilizability, is discussed and the stabilization design algorithms via observer-based feedback are presented as well.     

力矩受限的柔性空间机器人模糊神经网络自适应跟踪控制及振动抑制

针对力矩受限和存在参数不确定情况下,自由漂浮柔性空间机器人（FFFSR）关节轨迹跟踪控制与柔性振动抑制的问题,利用奇异摄动法将系统分解为关节轨迹跟踪的慢变子系统和描述柔性振动的快变子系统,进而提出含慢、快变控制项的组合控制器。对于慢变子系统,设计一种无需模型的模糊径向基函数（RBF）神经网络（FRBFNN）自适应跟踪控制方案,利用神经网络观测器估计关节角速度信息,并对系统的未知非线性函数进行逼近;对于快变子系统,采用扩张状态观测器（ESO）对不易测量的柔性模态坐标导数和不确定扰动进行估计,并结合线性二次调节器（LQR）方法抑制柔性振动。数值仿真结果表明,当控制力矩限制在±20 N·m和±10 N·m范围内时,该组合控制器能够在2.5 s实现稳定的关节轨迹跟踪,并将柔性振动幅值限制在±1×10^-3 m内。     

一体化执行器饱和线性矩阵不等式跟踪容错控制器设计

针对一类执行器幅值饱和的不确定非线性系统,提出了基于线性矩阵不等式的一体化主动容错控制器设计方法.考虑执行器传感器同时故障情形,采用系统增维方法,将原系统等效转化为仅含执行器故障虚拟系统,简化了容错控制器设计.其次采用凸组合法对执行器饱和非线性进行描述,确保控制输入始终在幅值范围以内.在此基础上,设计了集自适应估计律与控制器于一体的主动容错控制器,并将控制器增益解算方法,转化线性矩阵不等式约束下的优化问题.最后通过飞机数值算例验证了设计方法的有效性.     

Simultaneous sensor and actuator fault estimation for continuous-time polytopic LPV system

In this paper, we study the problem of state estimation and both actuator and sensor fault detection for Linear Polytopic Parameter-Varying (LPV) system. The contribution of this work consists on the design of a novel robust adaptive observer based on polyquadratic formulations with a new set of relaxation. An optimisation problem is given in term of Linear Matrix Inequalities (LMI) in order to guarantee the stability of the system and the asymptotic convergence of faults error. A comparative study is made to prove the efficiency of the proposed polyquadratic algorithms against the quadratic ones. The performances and effectiveness of the proposed methods are illustrated in a simulation example where constant and variable actuator and sensor faults were detected.