再复卷机退纸架电机控制方法研究

再复卷复卷机退纸装置是由两台电机共同驱动一个退纸卷筒,再复卷过程中保证两台电机能够同步驱动退纸卷筒。结合多电机同步控制理论,分析并仿真主从控制、并行控制、交叉耦合控制等控制方法运用在多电机同步控制中的情况,从而为再复卷机退纸辊电机控制找出一个最优的控制方法。     

基于AMESim的气液并行同步系统建模与仿真设计

为解决钢轨打磨中的长波难题,提出了气液并行同步系统,设计了系统的整体结构和控制策略,并利用AMESim仿真软件构建了液压子系统、气动子系统以及整体系统的仿真模型,对系统的动态特性进行仿真。结果表明,气液并行同步系统能够实现各缸位移输出的同步控制及系统压力输出的恒定控制。     

双电机同步运动控制器的设计与实现

针对步进电机在机床设备同步驱动中的应用,采用电气同步方式设计开发了一套双电机同步运动控制系统。该系统分别采用编码器和光栅尺作为两步进电机转速和被控工作台位移输出的测量元件,构成全闭环系统。本研究在传统PID控制算式的基础上引入了同步偏差调节项构成新的PID闭环同步控制器。通过实验进行了不同指令速度下传统并行同步算法与该闭环同步控制算法的控制效果对比,证明了该算法的有效性。同时本系统所采用的闭环同步控制方案及其原理不局限于步进电机,对其他类型电机的同步运动控制也具有一定的参考借鉴意义。     

多泵控制液压系统的同步设计

为研究液压泵控系统中多个泵控液压缸在工况中的同步性能,以液压泵控机构原理为基础,建立了泵控液压缸的数学模型。利用自适应遗传算法的优点,提出了在偏差耦合控制方式下,采用自适应遗传算法对液压缸控制参数进行优化的同步控制方案,并分析了系统在不同负载下的响应特点。仿真结果表明,优化控制后的系统稳定可靠,具有较好的鲁棒性和较高的同步控制精度,能够较好地实现模型跟踪控制。     

巷道超前支护装备双缸同步推移控制方法

考虑到综合掘进巷道液压迈步式超前支架的前进推移液压缸存在同步性能较低的问题,对双缸的电液伺服同步系统进行了设计,并提出了等状态交叉耦合模糊双缸同步控制方法。等状态交叉耦合模糊双缸同步控制方法是将模糊控制策略与交叉耦合控制进行结合的非线性同步控制策略,它避免了主从交叉耦合控制方法存在的因为上一个系统的信号波动对下一个系统产生影响,而下一个系统的信号波动不会反馈到上一个系统中而带来的系统较大的误差。最后通过实验分析研究了两种同步控制方法的性能,结果表明,等状态交叉耦合模糊双缸同步控制方法具有更好的同步控制性能。     

同步控制策略及其典型应用的研究

该文介绍了液压/气动、电机等传动系统中3种经典同步控制策略（同等方式、主从式、交叉耦合控制）。分析了其控制特点并结合典型应用实例进行阐述。随着计算机技术和智能控制理论的发展,近年来国内外在同步控制策略上出现了新方法、新技术,将模糊控制、自适应控制、神经网络控制等应用到同步控制技术中,该文探讨了这些同步控制新方法,并进行了分类总结。最后,介绍了作者目前所从事用于土工试验土体动力学研究的双向电液激振同步控制装置及其同步控制策略。     

电液伺服系统滑模PID同步控制研究

为研究对称式三辊卷板机上辊两侧液压缸的同步控制问题,在原有单缸位置控制试验台的基础上,搭建了同步控制试验台。首先分析了试验台结构并进行了数学建模,然后基于建立的模型结合指数趋近律,设计了对系统参数变化及外干扰具有不变性的滑模控制器,最后在试验台上进行了同步控制试验,并对比分析了PID同步控制方法和滑模PID同步控制方法对系统的影响。结果表明,滑模控制有效提高了PID控制的同步精度,使得两缸动态误差控制在3mm/180mm之内,最终的位置误差控制在0.4mm/180mm之内。     

多通道液压伺服系统的同步设计

为研究多通道液压系统中参数不同的液压缸在工况中的同步性能,以液压控制机构原理为基础,利用蚁群算法的优点,提出了在偏差耦合控制方式下采用蚁群算法对控制参数进行优化的多通道液压缸同步控制方案,并分析了系统对不同输入信号的响应特点。仿真结果表明,优化控制后的系统稳定可靠,具有较好的鲁棒性和较高的同步控制精度,能够较好地实现模型跟踪控制。     

变摩擦负载下双电机同步控制系统设计与实验

针对双电机同步控制系统实际运行中存在摩擦负载作用的问题,建立了双电机同步控制系统的数学模型和Stribeck摩擦模型。在分析同步控制的各种控制方式和控制算法优缺点的基础上,利用模糊PID控制的优点,提出在偏差耦合控制方式下采用模糊PID控制算法对偏差进行调节的双电机同步控制方案,并与采用常规PID算法的控制方案进行比较。仿真和实验结果表明,采用模糊PID控制算法的偏差耦合同步控制系统具有较好的抗干扰性和同步控制精度,优于常规PID控制系统的性能。     

水轮机转子静平衡装置中四缸同步系统的研制

针对三峡大型水轮机转子静平衡的需要，提出重载500t下采用电液比例阀实现四缸同步的设计方案，并推导这种设计方案下的四缸同步控制模型，采用模糊控制算法作为四缸同步控制器。应用工业控制计算机和WINDOWS操作系统，完成了系统研制。实际运行结果表明：在500mm行程范围内，同步控制精度可控制在0.6mm以内。     

同步发电机准同期并列的行为控制模型

构建了适合同步发电机准同期并列的控制体系结构,采集发电机输出端电压、电流信号,基于有限状态机原理,将断路器合闸时刻控制目标逐层分解为控制任务、控制行为及控制动作。将断路器两端电压差、频率差及相角差信息作为断路器状态转换的驱动事件,自主实现同步发电机的准同期并列行为控制目标。     

Double Position Servo Synchronous Drive System Based on Cross-Coupling Integrated Feedforward Control for Broacher

Synchronization errors directly deteriorate the machining accuracy of metal parts and the existed method cannot keep high synchronization precision because of external disturbances. A new double position servo synchronous driving scheme based on semi-closed-loop crosscoupling integrated feedforward control is proposed. The scheme comprises a position error cross-coupling feedforward control and a load torque identification with feedforward control. A digital integrated simulation system for the dual servo synchronous drive system is established.Using a 20 t servo broacher, performance analysis of the scheme is conducted based on this simulation system and the simulation results show that systems with traditional parallel or single control have problems when the worktable works with an unbalanced load. However, the system with proposed scheme shows good synchronous performance and positional accuracy. Broaching tests are performed and the experimental results show that the maximum dual axis synchronization error of the system is only 8 μm during acceleration and deceleration processes and the error between the actual running position and the given position is almost zero. A double position servo synchronous driving scheme is presented based on crosscoupled integrated feedforward compensation control,which can improve the synchronization precision.     

四柱式液压机双缸“串并联”同步控制结构研究

为提高四柱式液压机同步控制系统控制精度,在建立系统数学模型基础上,利用蚁群算法优化了系统中PID控制器参数。基于“串联型”和“并联型”同步控制结构在MATLAB/Simulink中进行了仿真研究,为了验证两种同步控制结构的实际控制性能,在四柱式液压机试验台上进行了试验研究。结果表明:“并联型”同步控制结构相比“串联型”同步控制结构最大同步误差减小了80.649%,稳态同步误差减小了30.303%,可以看出“并联型”同步控制结构对于最大同步误差和稳态同步误差的控制效果优于“串联型”同步控制结构,因此,“并联型”同步控制结构更能满足四柱式液压机对于双缸同步控制精度的要求。     

双齿轮渐近同步驱动系统设计

为解决轨道拖拽、龙门设备、自动升降等大负载、长跨度设备的驱动功率不足、设备刚度差、结构尺寸较大等问题,提出了一种基于电气伺服驱动技术的双齿轮渐近同步驱动解决方案。该渐近同步驱动方案采用在一个主动齿轮驱动负载齿轮传动的基础上,逐渐添加其他主动齿轮以增大驱动功率的双齿轮同步驱动系统,实现了电气伺服同步驱动功能;采用台达数控系统,实现了双齿轮高精度同步控制。研究结果表明,该驱动方案具有同步可靠性高、控制方便、启停同步一致性强等特点。     

自行式载重车悬架升降电液同步驱动控制研究

通过对自行式载重车4点悬架同步驱动机械和液压系统工作机理的分析,建立了系统的多领域物理模型和数学模型;针对该同步升降系统存在的耦合性、非线性和模型参数不确定性特点,提出了一种基于多点输出耦合的模糊PID多缸同步驱动控制策略,以4点悬架柱塞缸实际输出位移耦合值为理想输出,由4个独立的位置同步模糊PID控制器分别实现阀控柱塞缸对理想输出动态和稳态的实时跟踪控制。额定载荷为1MN的自行式载重车悬架同步升降试验结果显示：运用该控制策略的车辆悬架同步升降过程中的4点悬架高度的动态误差为±3mm,稳态误差为±1mm,对比试验表明,基于多点输出耦合的模糊PID控制策略具有较高的同步驱动控制精度和较强的适应性与鲁棒性。     

块体物料的超声振动输送及同步驱动

针对小块体物料的短距离精密输送问题,提出超声振动输送新方法,设计制作了基于弯曲行波的环形压电输送振子。依据模块化设计思想,将输送装置设计成3个单一输送振子的并列组合,采取多个振子的同步驱动。对所设计振子的模态及同步驱动特性进行了理论分析与实际测试,试验结果验证了超声振动输送装置同步驱动的可行性。     

双马达回转同步驱动系统建模与控制研究

针对双液压马达回转高性能同步驱动问题,引入无阻尼行星系齿轮传动弹性动力学理论,基于双液压马达回转运动特性建立了系统非线性动力学模型;针对回转系统跟踪性能和同步性能要求,引入迭代学习控制算法(ILC),提出了结合离散化PID控制器结构的IL-PID同步控制策略。该控制策略基于“等同式”同步控制原理,在各单通道内部采用独立的离散化PID控制实现系统跟踪性能,在多通道间采用基于闭环D型学习律的IL控制实现系统同步性能。在五自由度液压伺服机械手上的实际应用结果表明,该控制策略相比于传统的PID控制具有较好的跟踪性能和同步驱动性能。     

面向驱动力前馈控制的重载并联机构运动学及力学分析

针对驱动力前馈的力位并行控制的需要,对3-PRS-XY混合并联机构建立Z-X-Z欧拉变换描述的反向运动学模型,并进行速度规划,得到力位控制系统运动插补方法。基于整体能量分析模型及拉格朗日法对3-PRS并联机构进行空载工况下反向动力学建模求解,并通过与重载工况不同位姿的静力反解进行线性叠加得到计算力矩控制所需的驱动力前馈,通过仿真分析了重载下3-PRS并联机构运动学及驱动力的变化情况。     

微机械振动式陀螺接口电路设计与实现

介绍了一种电磁驱动电容检测的微机械振动式陀螺的接口电路,电路由自激驱动电路和信号检测处理电路组成。自激驱动部分利用陀螺自身的谐振特性配合反馈电路产生自激振荡,同时为检测部分提供了稳定的同步信号;检测部分利用该同步信号和陀螺的输出信号进行同步解调,得到角速度信号。最后对该电路的性能和测试结果进行了分析。     

分光测色仪中的双光电路设计

分光测色仪中的光电转换器运用先进的光电传感技术(光电二极管阵列),来进行光信号的采集。其驱动脉冲由复杂可编程逻辑器件(CPLD)搭建,后端采用高精度的模/数转换器和高速的32位微处理器构成数据处理系统。同时为解决脉冲氙灯光源强度不一致的问题,采用了双光电路同步并行触发工作的结构。介绍了该系统的软硬件设计,性能评价以及应用领域。