一种新型混合半主动控制策略在高速铁道车辆振动控制中的应用

采用1/4车模型分别对两种半主动控制策略即SH（Sky-hook, SH）和ADD(Acceleration Driven Damping, ADD)控制进行分析,根据分析结果引入了一种新型SH-ADD混合控制策略。利用随机激励下的功率谱密度曲线代替单频谐波激励下的传递函数曲线,改进了该混合控制策略转换系数的计算方法。在采用ADAMS软件建立高速铁道车辆整车模型的基础上,对改进后的SH-ADD控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明,该控制策略可以同时兼顾低频和中高频率范围内的振动控制效果,较SH控制和ADD控制可大幅提高车辆的横向平稳性能。     

基于新型自复位摩擦耗能支撑的RC框架结构地震残余变形控制

基于Cu-Al-Be合金丝,研制了一种新型自复位摩擦耗能支撑,通过试验研究了该支撑的滞回性能,并利用OpenSEES平台建立了分析模型,将其应用于RC框架结构的地震残余变形控制。结果表明:摩擦力越大,该支撑耗能性能越好,但相应会增大残余位移;利用OpenSEES分析模型计算的滞回曲线与试验曲线吻合较好,表明所建立的分析模型具有良好的计算精度;在RC框架结构地震残余位移较大处布置该支撑,能够经济有效地控制结构整体的残余位移。     

悬臂Kagome夹心板独立模态空间振动控制研究

针对悬臂板挠度大、低频振动突出问题,对悬臂Kagome夹心板的振动主动控制进行研究。建立结构及压电作动器有限元模型;将独立模态空间控制与模态观测器相结合,提出悬臂Kagome夹心板的主动控制策略;针对突风载荷作用下夹心板基于独立模态空间的振动控制进行仿真,重点研究观测器极点对控制效果影响。结果表明,所提控制方法能显著提高悬臂Kagome夹心板结构的阻尼特性,观测器衰减系数越大控制效果越好;该夹心板在振动控制方面较传统板结构优势明显。     

混凝土泵车臂架振动响应的主动控制实验研究

考虑混凝土泵车臂架结构特点,采用独立模态空间控制方法对泵送混凝土激励下的臂架末臂节振动响应进行了主动控制试验研究。针对泵车臂架系统的动力学模型,采用模态滤波技术和最优控制理论设计主动控制策略,通过优选臂节油缸的作动控制以实现对臂架一阶模态振动响应的实时控制。实验结果表明,采用该主动减振控制后水平工况下臂架末端的减振精度可达80%,取得了显著的减振实验效果     

装有MR阻尼器的转向架动力系统的时滞输出反馈控制

建立了六自由度转向架模型,研究转向架动力系统的时滞输出反馈控制,通过部分可测输出量实现整个系统的振动控制.将系统的运动微分方程改写成状态空间模型,其控制输入中存在时滞.然后,利用一个线性项加积分项的变换将原时滞输入系统转化成无时滞的形式.在此基础上,应用输出反馈原理和合理的性能指标函数,以开关控制策略为依据设计了系统的时滞半主动控制律.最后,以一个具有典型参数的转向架模型为例来阐明所提出的控制策略的应用步骤.数值结果表明:所设计的时滞半主动控制策略是有效的.     

一种绳牵引摄像机器人的运动控制策略与稳定性研究

绳牵引摄像机器人具有索单向受力、冗余驱动以及高速机动等特性,因而其稳定性问题的研究与解决是一个难题。现有的研究中,大多没有考虑摄像机器人的高速稳定运动特性及控制方法。为此,提出一种基于末端位置空间PD修正前馈控制规则保证摄像机器人的稳定运行。通过牛顿-欧拉法建立了末端执行器的动力学方程以及驱动系统的动力学模型;在此基础上得到了整个系统的动力学模型;在系统动力学模型的基础上,提出基于末端位置空间PD修正前馈控制规则的绳牵引摄像机器人跟踪控制策略,通过Lyapunov稳定性理论论证了控制策略的稳定性;通过数值算例说明了摄像机器人的稳定跟踪性能,并且验证了控制策略的有效性。     

重型汽车主动悬架次优控制策略设计与分析

为合理设计汽车主动悬架次优控制策略、探讨不同次优控制策略对重型汽车行驶性能的影响,建立了四自由度汽车-路面系统动力学模型,采用改进模糊层次分析法进行性能指标赋权,设计了主动悬架的次优控制器,以车身质心加速度和道路破坏系数的线性加权和为指标,对不同次优控制策略进行评价优选,在时频域范围内对比分析了被动、最优和次优控制悬架的行驶性能差异。结果表明,不同次优控制策略对汽车行驶平顺性和道路友好性的影响差异明显,综合考虑状态变量可测性及测试成本,对车身和车轴加速度测量、并进行一次积分处理的次优控制策略性能最优;合理设计的次优控制悬架性能与最优控制相当或接近,且优于被动悬架,具有更好的实用性。     

大跨度拱桥基于降阶模型的半主动鲁棒控制

将磁流变阻尼器用于拱桥的减震控制,首先在模态分析的基础上对大跨度拱桥进行模型降阶,以用于控制系统设计。为解决大跨度拱桥降阶控制中模型简化而导致的未建模频域不确定性所引起的溢出问题,采用基于混合灵敏度的鲁棒控制策略来消除溢出不稳定。结合基于Sign函数的半主动控制算法,建立了拱桥磁流变阻尼器半主动鲁棒控制策略。最后,以西藏尼木大桥作为算例,对该拱桥采用上述半主动鲁棒控制和LQG半主动控制方法进行了减震控制分析比较。数值分析结果表明,该方法与通常的LQG控制方法相比,能有效的抑制溢出,保证系统具有更好的鲁棒性能。     

基于泊松过程的超高斯随机振动试验控制技术研究

针对工程化的超高斯随机振动试验控制技术实现尚存在问题,在对其控制原理研究的基础上,提出基于泊松过程的超高斯随机振动控制策略。利用参考谱设计出符合控制要求的滤波器,通过泊松过程产生泊松点,使泊松点的信号取值服从正态分布,利用该信号与滤波器之间的卷积运算产生用于系统控制的驱动信号,从而实现对超高斯随机振动试验控制系统的功率谱和峭度同时控制,且二者相互独立。仿真与实验结果表明,基于泊松过程的超高斯随机振动试验控制算法,其控制输出响应谱与参考谱的误差满足振动试验工程上±3dB要求,控制峭度也达到很高的精度,完全满足工程要求。     

高耸结构TMD接触非线性阻尼振动控制研究

调谐质量阻尼器（TMD）能有效的控制高层建筑结构的风致振动,而TMD子结构往往会产生过大的冲程,且由于荷载不确定性决定其冲程也是不可准确确定的,故必须要进行限位设计。鉴于此,提出了大阻尼TMD系统、开关阻尼限位控制和离位阻尼限位控制三种不同的限位策略,拟对TMD的限位控制进行研究。以广州新中轴线电视塔结构为分析模型,结合TMD系统在运动过程中的8个工作状态,给出了在考虑开关阻尼限位控制和离位阻尼限位控制两种限位控制策略下系统的运动方程,考虑风荷载激励,进行了数值仿真。数值分析的结果表明：不同限位间距时,两种限位工况对系统位移、加速度响应的峰值和均方值控制效果规律不尽相同;对于开关限位控制,当限位距离为TMD最优行程的36%时,在损失约4%的控制效果的前提下,TMD行程的限制效果约为45%;当TMD行程相同时,与大阻尼TMD系统相比,其控制效果要高出8%;离位限位控制对结构加速度峰值有更好的控制效果。恰当的选择限位距离和限位阻尼系数,既能显著地降低风致振动下结构的舒适度,又能有效调节TMD的振动控制效果和减小TMD的行程。     

显微视觉结合光功率检测的光纤耦合方法

分析了光功率损耗的理论模型,指出横向偏移、光纤角度和端面间隙是影响对接损耗的主要参数,由此提出了显微视觉结合光功率检测的光纤耦合方法。在显微视觉系统引导下,采用精密并联机器人消除光纤角度及端面间隙的影响,并实现横向偏移的粗调整;利用压电陶瓷驱动的五自由度微动机器人精确调整横向偏移,通过设计合理策略,实现损耗极值区域的快速精确搜索。光纤耦合实验表明,粗调整后平均损耗0.3db;微动调整并熔接后,对接损耗减小到0.02db以下。     

以半导体激光器为光源的准直研究

对半导体激光器的准直装置、温度变化对准直精度的影响、温度控制方法作了论述。试验表明,采用半导体激光器作准直光源,准直的稳定性可达到1×10~(-6)。     

Visually Servoed 3-D Alignment of Multiple Objects with Subnanometer Precision

This paper presents a visual measurement technique and the associated visual servo control method that enable 3-D alignment of multiple objects with subnanometer precision. Such high precision is achieved through eliminating the bias error caused by spatial sampling in the in-plane motion estimation, using a highly sensitive measurement technique based on interference for the out-of-plane motion, and continuously compensating for time varying uncertainties induced by mechanical forces and thermal drifts. The developed measurement technique is integrated with a motion stage to experimentally demonstrate visually servoed 3-D alignment, in which two microcantilevers are aligned in the 3-D space with alignment errors below 1 nm (rms) in all axes. Nanostepping of 0.5 nm magnitude along the out-of-plane z-axis is also performed between the two microcantilevers to illustrate the super precision of the visually served 3-D alignment.     

Business and project strategy alignment: ICT project success in Iran

This study aims to examine the relationship and alignment between business and project strategy and their impact on the success of information and communications technology (ICT) projects. The proposed conceptual model was tested through structural equation modelling (SEM), with an analysis of SmartPLS based on survey data from 144 firms. The results indicate that project success is positively influenced by project strategy, while business strategy shows no impact on project success. In addition, alignment between business strategy and project strategy affects project success positively.     

Construction and alignment control of the middle steel pylon of Taizhou Bridge

In this paper, the general construction procedure of the steel middle pylon is briefly introduced. The alignment control of the pylon is carried out during the whole process of the construction. The control concept is extended to the manufacture stage. The manufacturing alignment errors are strictly controlled in the segments precast process in factory, and the errors are recognized and predicted precisely during the installation stage. The adjusting joints are employed to amend the accumulated errors, which ensure that the steel pylon alignment could satisfy the precision requirements after installation.     

High Precision Robust Automatic Alignment Method for Rotating Shaft

Rotating Shaft is widely used in various high precision instruments on scientific and industrial metrology. This paper proposes a high precision and robust method to automatically align a rotating shaft perpendicular to the horizontal plane. Firstly, an alignment model consisting of a dual-axis inclinometer and four motors is designed. Then the rotating shaft tilt angle between the practical and the ideal shaft is projected to two orthogonal planes, and generates a rotation angle in each plane. The two rotation angles are calculated by differential measurement method based on the inclinometer outputs, and then the relationship of shaft tilt angle against inclinometer outputs is obtained. According to these two rotation angles, the relative heights of the three supporting points of the platform attached to the rotating shaft are calculated. Employing an angle closed loop strategy; the rotating shaft tilt angle is aligned by three linear stepping motors. Experiment results show an alignment precision of 0.003º is achieved using an inclinometer with the resolution of 0.0005º and a linear stepping motor with the regulation precision of 0.89 μm. The proposed method is suitable for a wide variety of precision machines that require the use of rotating shaft.     

Sub-20-nm alignment in nanoimprint lithography using Moiré fringe

Accurate multi-level overlay capability for nanoimprint lithography (NIL) is essential to integrated circuit manufacturing and other multilayer imprint applications. Using the "beat" grating image (Moiré fringe) generated by overlaying two sets of gratings that have slightly different periods, we obtained an alignment signal with a sensitivity better than 10 nm in nanoimprint lithography. The alignment signal is, as expected, independent of the size of the gap between the wafer and the imprint mold. We achieved a single-point overlay accuracy (error distribution) of sub-20 nm between the first and second imprinted layers by using two sets of Moiré fringes. With higher precision nanopositioning stages, better single-point alignment accuracy is expected. Furthermore, we achieved sub-150 nm alignment over an area of 1 sq in and sub-250 nm over the entire area of a 4 in wafer using simple low-resolution stages without temperature control or wafer-mold mismatch compensation. With better stages, precision temperature control, and wafer-mold mismatch compensation, we believe that much higher overlay alignment accuracy over large areas (either in a 1 sq in die or a full wafer) is feasible.     

气囊隔振装置对中扰动控制研究*

将气囊隔振装置应用于船舶主机能大幅度衰减振动向船体的传递,但其主要难点之一是解决主机与轴系的适配性问题。主机运行过程中的各种对中扰动会增大主机的不对中量,对其进行控制是适配性研究的重要组成部分。根据气囊隔振装置的特点,提出通过气囊的充放气调整来抵消对中扰动的影响。在试验数据的基础上,分析了对中扰动控制的可行性并给出了控制方法。分析结果表明对中扰动控制能取得良好的效果。     

基于WINCC的条形码自动比对控制系统设计

目的设计一套应用于包装生产线的比对控制系统,达到简化控制流程、保证控制的精度与速度的目的。方法首先对系统的结构组成进行设计,然后设置硬件之间的通讯连接,最后建立数据库和编写比对程序,并通过实例对系统进行测试和对操作流程进行说明。结果该系统借助WINCC工控组态软件和SQL数据库系统可实现对生产线上产品以50个/min的速度对条形码信息进行准确读取和反馈给PLC去执行相应的操作。结论由于系统的组成硬件个数少、软件结构简单,所以可靠性高、维护方便、操作简单灵活,对不同的自动化生产线有很强的适应性。     

挖掘机器人轨迹的模糊CMAC神经网络控制

在对挖掘机器人工作装置动力学分析的基础上,为克服多变量、强耦合及负载扰动对轨迹控制系统的影响,提出了模糊CMAC神经网络与常规控制相结合的控制方法,使神经网络逼近挖掘机器人工作装置逆动力学模型,很好地解决了轨迹控制的问题.利用MATLAB进行仿真研究,结果表明该控制方法具有较高的控制精度和鲁棒性,满足挖掘机器人轨迹控制的要求.