基于负载观测器的服装吊挂运输系统滑模控制

针对服装吊挂流水线中工件不断进出站导致主导轨运行负载转矩发生突变,引起系统速度输出不稳定最终导致工件进出站故障的问题,在导轨运输控制系统中引入基于负载转矩观测器的滑模控制方法。首先,对基于步进电动机驱动的运输系统进行数学建模。其次,将负载转矩观测器与滑模控制相结合,以负载转矩和转速作为观测对象,以转子实际角度位置与观测角度位置之差作为滑模面,将观测到的负载转矩进行前馈补偿,以克服负载突变对控制性能的影响。最后,通过实际参数对该算法进行仿真,并与传统滑模控制算法进行对比。结果表明:该控制方法能对负载转矩的突变进行有效观测,采用前馈补偿方案使系统对负载扰动有较强的鲁棒性,能高精度的对提升臂系统进行速度跟踪,具有实际应用价值。     

基于滑模观测器的PMSM模型预测控制

为满足电动车在驱动过程中对电机的控制精度及快动态响应的要求,在PMSM矢量控制系统框架下,研究基于滑模观测器PMSM模型预测控制方法。结合模型预测控制原理,设计预测速度控制器,提高了电流环跟踪精度和电机启动性能。设计离散滑模扰动观测器,有效地估计了外部扰动并对系统进行前馈补偿,提高了系统的鲁棒性。通过仿真实验验证了方法的有效性。     

永磁直驱风电系统机侧的控制算法探析

人类研究并利用风能是为了应对目前世界范围内所发生的不可再生能源危机现象。文章主要研究了能够为工业生产提供风能的风机模拟技术——永磁直驱风力发电系统。为系统建立了能够实现最大风能追踪控制的PCHD模型,针对机侧控制算法,提出了一种非奇异高阶终端滑模观测器,解决了传统滑模观测器所存在的振动问题,最后简要分析了永磁直驱风电系统风机模拟技术的相关事项。     

基于改进型滑模观测器的变频洗衣机用PMSM无位置传感器控制

针对永磁同步电机(PMSM)位置传感器成本高、维护难等问题,设计了一套用于变频洗衣机的PMSM无位置传感器控制方案。采用改进型滑模观测器(SMO)实现电机转子位置与转速的估算,通过三电阻采样方式来检测三相电流,有效地降低了系统成本。系统采用矢量控制模式,针对洗衣机负载波动大、运行速度高的特点,在电流内环设计中增加了电压前馈补偿解耦控制环节,与传统PI调节器相比,该方案能够改善电流跟踪效果,提高控制性能。最后,在洗衣机样机平台上进行了实验验证,实验结果证明该控制方案运行可靠,控制效果良好,能够满足洗衣机的工作要求。     

基于滑模变结构MRAS的PMSM速度辨识

提出了一种永磁同步电机无速度传感器速度辨识的方法。在模型参考自适应的基础上,加入了滑模变结构控制,构成了滑模变结构的模型参考自适应速度辨识器。并针对滑模变结构控制特有的抖振引入了Sigmoid函数进行改善。在MATLAB/Simulink中对整个永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统进行了仿真分析,验证了滑模变结构MRAS速度辨识器的可行性,发现其具有更好的鲁棒性和动态性能。     

基于转子位置角预测的车用异步电机控制算法

在车用异步电机控制系统中,采用的低线数光电编码器不但影响速度和位置的检测精度,而且影响电机解耦算法的准确实现。课题组根据间接转子磁场定向控制算法,设计了基于位置而非速度的转子磁链角观测模块,规避了速度计算误差的干扰;提出了一种基于加速度在线辨识的转子位置角预测算法。该方案通过前一时刻的转子位置,结合转动惯量辨识和负载观测器计算得出加速度,从而对转子当前位置进行估算,并在光电编码器的位置更新点进行修正,提高了位置精度。仿真和实验结果表明:在车用异步电机矢量控制系统中,该方案能够有效提高低线数光电编码器电机控制系统的解耦精度,改善加速性能。     

基于模糊高斯基函数神经网络的滑模控制

研究了一类不确定非线性系统的滑模变结构控制,提出了一种基于模糊高斯基函数神经网络的滑模变结构控制器设计方法.模糊神经网络能以任意精度逼近非线性连续函数,因此应用自适应模糊-神经网络控制理论来逼近动态系统的非线性函数,而且将滑模控制方法与模糊-神经网络控制理论相结合,可以使控制器对系统干扰和逼近误差具有很强的鲁棒性.与常规方法相比,这种控制器不仅保证了闭环系统的稳定性,而且有效地消除了颤动现象.仿真结果表明了该方法的有效性.     

一种新的3TPS/TP型并联机器人神经网络滑模控制算法

本文利用神经网络自适应辨识能力强以及可以无穷逼近任意函数等优点来消除滑模控制存在的抖振问题,将提出的神经网络滑模控制方法应用到3TPS/TP型并联机器人。     

一类不确定分数阶混沌系统的自适应滑模控制

用自适应滑模控制方法镇定一类不确定分数阶混沌系统.首先设计一个含分数阶积分的滑模切换函数,并通过分数阶稳定理论,证明滑模动态方程的稳定性.然后利用对不确定项上界的估计,构造参数自适应的滑模控制器,在保证系统稳定的同时,消弱系统中存在的抖振.最后以分数阶Genesio系统和分数阶Chen系统为例进行仿真验证.结果表明,该控制方法对参数摄动和外部扰动有较好的鲁棒性,有效的降低了系统的抖振.     

服装吊挂提升臂系统的模糊滑模控制方法研究

针对服装吊挂流水线提升臂系统中工件负载变化和外界干扰引起速度输出不稳定最终导致吊架进出站故障的问题,在提升臂控制系统中引入模糊滑模控制方法。首先,对提升臂系统进行数学建模。其次,设计模糊滑模控制器,利用隶属函数将切换增益模糊化,依据稳定性理论确定的模糊规则对切换增益进行调节,并运用处理后的滑模控制律控制具有随机干扰的提升臂系统。最后,在Matlab环境下,通过系统实际参数进行仿真,实验结果表明,该控制方法相对于传统滑模控制响应时间更短,抗干扰能力更好,同时解决了传统滑模控制存在的抖振问题,验证了设计的控制器能够高精度的对提升臂系统进行速度跟踪,具有实际应用价值。     

基于滑模控制的表贴式永磁同步电机控制系统设计

直接转矩控制是一种应用于永磁同步机中的高性能控制策略,具有结构简单、响应速度快等优点,为相关领域所广泛应用。但传统的表贴式永磁同步机在使用过程中常存在逆变器开关频率不稳定、抗扰动性能差等问题。为进一步提高永磁同步电机控制系统的应用性能,解决其在估计时存在的较为严重的抖振问题,文章提出了滑模控制的表贴式永磁同步电机控制系统概念,采用在零点处进行连续切换的控制函数,削弱系统抖振,提高电机对电动势测量和观测的准确性。同时引入锁相环控制的算法,精确预估转子的位置和转速等状态,以此实现减小相位误差等问题,并改善系统的动态性能。     

车用异步电机的一种最佳响应性能整定方法

异步电机的转子磁链定向矢量控制具有自然解耦的特点,正确解耦有助于车用异步电机获得最大电磁转矩的需求,只是解耦需要准确的电机参数。通过分析转差频率与转子时间常数的关系,及当转子时间常数不准确时的转矩变化趋势,文章提出了一种整定方法,不追求参数和解耦的准确性,而以"最大加速度/转矩电流"为目标。先通过离线辨识得到定子参数,据此估算额定励磁电流值和转子参数的搜索初值,再通过实际电机的最快响应来搜索不同转矩电流下对应的转子时间常数的函数关系。在基于TMS320F28069搭建的驱动系统上进行了实验。实验结果表明,电机的加速性能与控制算法中的转子时间常数密切相关,当转矩电流与此转子时间常数满足一定的函数关系时,单位电流的转矩达到最大,电机的加速性能最优。研究有助于提高车用异步电机的加速性能。     

小麦脱皮机转子的轻量化设计

针对脱皮机转子的受力特点与工作要求,以转子结构参数作为输入变量,转子在工作载荷下的最大变形量、固有频率、最大应力为状态变量,以转子的设计重量为目标函数,采用响应面法和中心复合设计方法对转子进行轻量化设计。设计的试验涉及150个样本点(组)的数值计算,筛选得到了3个复合状态变量约束的优化候选点。通过该方法,在保证结构强度、刚度以及整机动态稳定性的条件下,转子最大可减重73.6kg,与原结构相比质量减少了35.16%,其最大应力降低了12 MPa。说明轻量化设计方法可在满足机器性能的前提下显著降低脱皮机转子的质量。     

高剪切均质机转子齿变形的可靠性研究

目前高剪切均质机转子系统转速有不断提高的趋势,这对均质设备工作的可靠性提出了新的挑战。课题组以转子系统为研究对象,提出了高速转子齿径向位移的数学力学模型,在此基础上结合机械结构可靠性设计理论,以均质机转子的工作转速、齿全高、底厚和齿厚为变量,导出了转子最外层齿顶径向位移变形的可靠度计算函数。实例分析结合有限元计算结果表明该位移可靠度公式是正确的,实践也验证了该型号的高剪切均质机具有良好的工作可靠性。所得结论同时也为新型高剪切均质设备转子的设计与优化提供一定的参考依据。     

阀体搬运自动导向车轨迹跟踪控制

为解决阀体搬运自动导向车AGV在移动过程中,由于质心偏移而出现移动偏离既定轨迹的问题,课题组在建立AGV运动学模型的基础上,基于改进切换函数,设计了滑模变结构轨迹跟踪控制器;在此基础上,引入了基于Lyapunov函数的反馈控制律,得到了一种新型轨迹跟踪控制器。仿真结果表明:所设计的控制器在对目标轨迹实现精确跟踪的同时,实现了位姿误差的快速收敛,具有良好的抗干扰能力。     

面向信息物理系统的食品拣取机器人状态估计与攻击检测

目的:应对食品拣取机器人信息物理系统受网络攻击的情况。方法:基于区间观测器提出了一种用于食品拣取机器人系统状态估计与攻击检测的方法。首先建立位于信息物理系统中的食品拣取机器人数字化模型，应用拉格朗日方法确立机械臂动力学方程并转换为状态空间模型，而后依据反馈控制策略构建系统网络攻击模型。考虑系统中存在的非线性特征和噪声，应用广义系统理论将传感器攻击转换为系统状态，设计区间观测器为攻击检测器，并验证其误差系统的稳定性。结果:通过给定参数进行仿真，观测器输出贴近给定真实信号，所提方法正确且有效。由区间估计结果可以重构传感器攻击并检测出执行器攻击。结论:试验所提方法可以实现信息物理系统环境中的食品拣取机器人状态估计与执行器攻击检测。     

基于高频方波注入的IPMSM新型I/f控制策略

针对传统的永磁同步电机I/f控制方法具有给定电流无法调节、系统效率低等缺点,课题组提出了一种改进的控制策略.将I/f控制方法与高频方波注入法相结合,并对转子位置角提取算法进行简化,通过对虚拟的δ轴电流处理获取虚拟轴系与实际轴系间的误差角θerr,省去了观测器/锁相环环节.此方法下,对电机的给定电流实现了闭环可控,提高了...     

试析水利施工中滑模技术

在水利施工中，滑模技术是一种非常重要的施工技术。滑模技术的广泛应用，对于水利施工来说具有较为深远的意义。水利施工的效率和质量在很大程度上取决于滑模技术的技术水平和施工质量。文章对滑模技术及其在水利施工中的应用进行了深入的分析和探讨，充分发挥滑模技术的重要作用，促进水利工程建设的顺利进行。     

一种角磨机转子轴疲劳寿命及可靠性研究

对一种角磨机转子轴在极端载荷条件工作时的疲劳寿命及可靠性进行了仿真研究。采用Creo建立有限元分析模型,导入ANSYS Workbench对转子轴各个危险截面进行应力分析;采用线性疲劳损伤理论,输入材料40 Cr的S-N寿命曲线,基于疲劳分析模块Fatigue tools对转子轴进行疲劳寿命预测;采用正态概率密度函数为疲劳可靠性的密度函数,进行疲劳可靠性分析;基于模态进行了谐响应分析。结果表明:最大应力部位及危险部位位于转子轴输出端轴承端面过渡圆弧区域,最大应力为226.19 MPa,疲劳寿命约为1.8×10~9周次,可靠度为99.42%,转子轴的静强度、疲劳寿命均满足设计要求,可靠性高及谐响应引起的振幅极不显著。     

滑模技术在水利施工中的应用探讨

由于社会的进步及市场经济的发展,我国水利工程激增,水利工程在我国属于关键的基础设施,加大水利工程建设是特别重要的。滑模技术在水利工程建设中是十分关键的技术,现今水利建设中正在全面实行使用滑模技术。滑模技术自身具有的众多优势是其得到广泛应用的重要原因。例如:投入小、效率较高等。水利建设中使用滑模技术能够使混凝土的浇筑时间大幅度减少。文章对滑模技术在水利施工中的应用进行了分析,以期为水利工程建设提供借鉴。