基于微分几何方法的磁悬浮微动平台的非线性控制

微分几何理论是分析和解决多变量耦合非线性控制系统的有效工具,本文将微分几何理论引入到磁悬浮平台控制中,对磁悬浮微动平台进行了状态反馈精确线性化研究,实现了磁悬浮微动平台悬浮和水平驱动两个子系统的精确线性化.仿真及实验结果均表明,这种解耦控制方法从根本上消除了竖直方向上的运动对水平方向驱动力的影响,该方法具有很好的线性化效果,优于传统DQ分解加泰勒级数展开的控制方案.     

采用HALBACH磁阵列的磁悬浮平台的磁场分析

以纳米两维磁悬浮定位平台研究中采用的HALBACH阵列为例,采用一种通用分析方法对其进行解析计算,用ANSYS软件对其产生的磁场进行了仿真。计算和仿真结果表明,HALBACH阵列具有磁单边特性和很好的正弦特性。     

基于新型趋近律的PMSM超扭曲滑模直接转矩控制

针对传统永磁同步电机的直接转矩控制(PMSM-DTC)系统中转矩脉动过大、转速响应慢等问题,采用空间矢量脉冲调制技术(SVPWM),研究了一种基于新型趋近律的超扭曲(Super-Twisting)滑模控制方法。该方法将转矩和磁链作为被控对象,通过引入饱和函数sat(s)代替传统的滞环比较器的方式,提高了系统的转速响应和转矩抗干扰能力。仿真结果表明,改进后的PMSM-DTC系统的转速响应减小了0. 06 s,转矩脉动减小了50%,系统对负载扰动和参数变化等不确定性有较好的鲁棒性。     

磁悬浮运动平台的磁场分析及优化设计

研制了一种新型磁悬浮平台,该平台定子采用无铁心式的克莱姆绕组,消除了固有齿槽效应,动子采用Halbach 磁阵列结构方式,由于平台输出推力与悬浮的稳定性主要与其气隙磁场的分布情况有直接关系,因此提高气隙磁场的正弦分布是改善其工作特性的难点和重点. 为了改善气隙磁场的分布问题,提出了一个优化磁场分布的目标函数,并采用步长加速法对平台磁场进行了优化设计,大大降低了磁场谐波分量,改善了气隙磁场分布状态. 将优化结果运用到实际的平台中,对该运动平台进行了阶跃响应实验,实验结果表明满足平台需要达到纳米级精度的要求.     

磁悬浮运动平台的非线性变结构控制

磁悬浮运动平台具有非接触、无摩擦和无磨损等优点,适合做精密测量和定位设备.针对磁悬浮运动平台动力学模型的强耦合、非线性特点,利用非线性系统的反馈精确线性化方法,实现了运动平台悬浮位置和水平位置的非交互式控制,同时根据垂直方向和水平方向的不同特点分别设计了变结构控制器.仿真结果表明,该方法很好的实现了对悬浮驱动和水平驱动的解耦控制,且控制器具有较强的鲁棒性.     

提升机钢丝绳张力变化规律特性研究

设计了提升机钢丝绳张力数据采集装置,实现了箕斗运行过程中钢丝绳的张力数据采集,完成了张力变化曲线绘制,并结合简化的张力计算模型和提升机的运行曲线对钢丝绳张力变化规律进行了分析。试验数据分析表明:在提升机爬行终了时钢丝绳的张力最大,在箕斗装载和提升机停车卸载时钢丝绳的张力突变最大,对钢丝绳的损坏最严重。     

基于Smith模糊PID控制的温室监控系统设计

针对温室控制系统被控对象模型的时变性、时滞性和易受干扰的问题,设计了一种基于Smith模糊PID控制的温室监控系统;该系统以MSP430F5438A单片机为核心,以PC机为远程监控终端实现了对温室温湿度的实时监测与控制;仿真结果表明:Smith模糊PID控制器具有调节时间快、超调量小、抗干扰能力强、鲁棒性好的优点;该系统与常规PID控制相比,超调量减小了11％,调节时间减小了23％,模型参数改为T=400,τ=130后,比Smith-PID控制超调量减小了15％,调节时间减小了30％.实验测试说明该系统控制精度高、稳定性好,具有很大的实用价值.     

纳米精密磁悬浮二维定位平台的研究

对纳米超精密磁悬浮二维定位平台进行了研究,平台采用共平面结构设计模式、磁悬浮驱动方式。在分析了永磁阵列长度、线圈电流和悬浮位移对悬浮稳定性的影响的基础上,确定了精密磁悬浮二维定位平台的主要参数,并进行了动态响应仿真,仿真结果表明所提出的设计方案能满足系统精密定位要求。     

基于Web的设备监测与故障诊断系统的设计与实现

设备的故障诊断技术在现代化的大生产中越来越受到重视,通过基于Web的易于扩展的三层客户/服务器结构(B/S)模式的故障诊断技术的应用研究和具体实现过程,体现了基于Web模式进行设备故障诊断的优点和可行性,提出了一种设备监测与故障诊断的方法.通过组建监测诊断网络系统,可以实现仪器互联,资源共享,降低测试成本,提高测试效率.随着网络技术和数据库技术的发展,基于网络的监测诊断系统是仪器技术发展的必然趋势.     

Halbach磁阵列在微细加工平台中的应用研究

介绍了一种新型Halbach永磁阵列的基本形式、特点及其在微细加工平台中的应用,并利用ANSYS对该微细加工平台中的Halbach永磁体阵列的最佳结构及特点进行了仿真分析。说明该平台具有单边磁势、气隙磁密大、效率高的特点。