基于修正LuGre模型的自适应鲁棒控制在机电伺服系统中的应用

机电位置伺服系统是典型的非线性系统,且存在诸多不确定性,使得传统方法设计的闭环控制器往往不能满足系统的高性能需求。针对动态摩擦参数和系统负载特性未知的情况,为伺服系统设计一种基于动态面滤波法的自适应鲁棒跟踪策略。构造一个非线性观测器来估计摩擦力矩,利用动态面滤波器简化控制器的设计,设计自适应鲁棒控制器以提高系统的稳态控制精度及鲁棒性。基于Lyapunov稳定性定理证明闭环系统的所有信号半全局一致有界,通过适当选择设计参数及初始化误差变量,跟踪误差可收敛到原点的一个任意小邻域内。仿真和试验结果表明,该控制器能够能有效地抑制摩擦干扰对伺服系统的不利影响,显著提高了系统的控制精度,为提高伺服系统的动态跟踪性能奠定基础。     

机械合金化制备非晶合金的理论模型

非晶合金具有比传统金属材料更加优异的性能。论述了制备非晶合金的两种主要方法:机械合金化法(MA)和快速凝固法(RSP)。分析了这两种制备方法本质上的区别。着重介绍了现阶段机械合金化生成非晶合金的4种主要理论模型:机械模型、原子模型、热力学模型、动力学模型,并指出这些模型的优缺点以及他们之间的关系。     

等离子电解渗入工艺和渗层组织

介绍了液相等离子体电解渗入技术,即利用液相中的等离子放电实现渗碳、渗氮、渗硼及多元共渗的基本工作原理、工艺特点和电解液成分等。论述了液相等离子体电解渗入过程中的电流-电压特性和物理化学效应。介绍了经液相等离子体电解渗入处理的20CrMnTi和40Cr钢的表面形貌、渗层显微组织和硬度分布。     

基于扩散模型的低中碳钢渗硼动力学研究

为了研究含碳量对低、中碳钢的渗硼动力学的影响,将纯铁、20钢、40钢和50钢分别在850℃、880℃、910℃和940℃保温3 h、5 h、7 h和9 h进行粉末渗硼。采用面积法测量了渗层厚度。以基本的扩散定律和物质守恒定律等为基础建立硼的扩散模型,计算了低中碳钢渗硼过程中硼原子的扩散激活能和扩散系数。结果表明:渗硼层组织为锯齿状;渗层厚度随时间呈抛物线变化;随着钢的含碳量的增加,硼原子的扩散激活能增大,纯铁中硼原子的扩散激活能为151 kJ/mol,20钢中为159 kJ/mol,40钢中为168 kJ/mol,而50钢中为176 kJ/mol。     

基于曲率自适应测量的齿形误差在线测量技术研究

为提高齿形误差在线检测自动跟踪测量的精度和效率,基于圆弧插值法的测量原理,提出齿形误差的曲率自适应跟踪在线测量方法。通过测量探头以不同速率扫描被测齿轮齿面,获得齿面的三维坐标值,然后通过程序调用MATLAB处理这些坐标值得到渐开线圆柱齿轮齿形偏差。比较了测量探头不同测量速率对误差结果的影响,并在机床上对此方法的有效性进行模拟验证。结果表明,该方法可使采集的数据点分布合理、测量点精度高,数据处理容易实现且测量效率高。     

摆动伺服气缸定位控制策略与实验研究

针对目前普通摆动气缸不能实现行程中任意点准确定位的问题,研制了摆动伺服气缸。构建摆动伺服气缸控制子系统,对摆动伺服气缸控制特性进行分析,研究利用BP神经网络对阻尼角度进行预测,为有效抑制定位过程中的扰动实现精确定位,提出阻尼角度动态补偿的定位控制策略。对摆动伺服气缸性能试验结果表明：在采用阻尼角度动态补偿的定位控制策略下摆动伺服气缸既保持气压传动高速特性又实现行程范围内任意位置的快速、精确定位,实验表明阻尼定位均能在0.15 s内实现,且过程平稳无速度突变,实际位移无超调和震荡,定位误差在±1.0°以内。     

基于产物分析的铝/铁氧化物纳米复合材料的铝热反应机理(英文)

采用溶胶-凝胶法分别对纳米Al和微米Al进行表面包覆,制备nano-Al/xero-Fe2O3和micro-Al/xero-Fe2O32种复合材料,并对它们的微观结构和物相进行表征。结果表明,纳米Al和微米Al表面均被约20 nm的无定形纳米粒子致密包覆;包覆物中的铁氧比与Fe2O3中的铁氧比大致相当。对2种纳米复合材料以及4种相对应的简单混合物(nano-Al+xero-Fe2O3、nano-Al+micro-Fe2O3、micro-Al+xero-Fe2O3和micro-Al+micro-Fe2O3分别进行DSC分析。对于采用纳米Al作燃料的铝热剂,nano-Al/Xero-Fe2O3、nano-Al+xero-Fe2O3和nano-Al+micro-Fe2O3三者的热谱图没有明显差别;对于采用微米Al作燃料的铝热剂,micro-Al/xero-Fe2O3的反应峰温度较micro-Al+xero-Fe2O3和micro-Al+micro-Fe2O3的分别提高了68.1°C和76.8°C。另外,将4种铝热剂(nano-Al/xero-Fe2O3,nano-Al+micro-Fe2O3,micro-Al/xero-Fe2O3和micro-Al+micro-Fe2O3)同时从室温加热至1020°C,对660°C和1020°C时的产物进行XRD分析。从图谱中共检测出Fe、FeAl2O4、Fe3O4、α-Fe2O3、Al、γ-Fe2O3、Al2.667O4、FeO和α-Al2O3共9种晶体物质。据此推测了可能的反应方程,并以最小自由能原则推出了每种样品最可能的反应过程。     

多向挤压对AZ80镁合金组织与性能的影响

研究多向挤压工艺对铸态AZ80镁合金组织和性能的影响。随着挤压道次的增加,材料晶粒得到明显细化,再结晶数量不断提升,组织为细小均匀的等轴晶,材料性能得到提高。经过4道次的挤压,材料组织性能达到最优,晶粒尺寸为6.6μm,屈服强度为214.3 MPa,抗拉强度为304.6 MPa,断后延伸率为10.75%,显徽硬度为83.6。     

基于无失效数据的区域水库群可靠性评价

为解决特定区域的水库群整体可靠性评价问题,针对水库群的高可靠性特征,提出了基于E-Bayes理论的区域水库群可靠性评价方法,该方法可以根据选定区域的大小进行水库群可靠性的多尺度评价,进而以某省大中型水库群为例,给出了水库群的整体可靠度的点估计和区间估计,验证了本文方法的合理性和可行性。     

基于相量算法的STATCOM在风机 无功补偿中的应用

研究了简化的电磁暂态电力电子器件应用于机电暂态仿真的可行性。使用MATLAB-SIMULINK的相量算法,将电网中电流电压视为相量,采用滤去直流与谐波分量的隐式梯形法求解相量方程。在相量算法下搭建静止同步补偿装置(STATCOM)模型,对其电流和电压相量进行dq分解,采用PI和前馈解耦控制,通过对风电机组正常情况下的无功补偿以及短路故障下低电压穿越能力的无功支持来验证这种方法的可行性。仿真结果表明,在相量算法下,STATCOM具有快速无功调节的能力,从而验证了简化电磁暂态的STATCOM应用于机电暂态仿真的可行性,也体现出相量算法在大规模电力系统仿真中的精确性和快速性。