永磁同步电机位置伺服系统的有限时间控制

针对永磁同步电机位置伺服系统控制问题,对有限时间控制技术的应用进行了研究.依据有限时间控制理论,利用反步构造法,对系统的位置环提出了一种基于反馈线性化和有限时间控制技术的策略.对干扰情况下闭环系统的性能进行了严格的数学分析.仿真结果表明:与传统的基于PD和反馈线性化的控制方案相比,基于有限时间控制技术的控制方案不仅使得闭环系统的位置跟踪误差具有更快的收敛速度,而且通过调节控制器参数可以使稳态误差的边界更小,系统具有更强的抗干扰能力.仿真结果验证了该方法的有效性.     

苹果采摘机器人夜间图像边缘保持的Retinex增强算法

为了提高采摘机器人的适用性和工作效率,保证成熟苹果果实的及时采摘,需要机器人具有夜间连续识别、采摘作业的能力。针对夜间苹果图像的特点,该文提出一种基于引导滤波的具有边缘保持特性的Retinex图像增强算法。利用颜色特征分量采用具有边缘保持功能的引导滤波来估计出照度分量;进而利用单尺度Retinex算法对图像进行对数变换获得仅包含物体本身特性的反射分量图像;分别对照度分量和反射分量图像增强后,再合成为新的夜间苹果的增强图像。文中选取30幅荧光灯辅助照明下采集到的夜间苹果图像进行试验的结果显示,该文增强算法处理后的30幅图像的平均灰度值,分别比原始图像、直方图均衡算法、同态滤波算法和双边滤波Retinex算法处理后的图像平均提高230.34%、251.16%、14.56%、7.75%,标准差平均提高36.90%、-23.95%、53.37%、28.00%,信息熵平均提高65.88%、99.68%、66.85%、17.53%,平均梯度提高161.70%、64.71%、139.89%、17.70%。且该文算法较双边滤波Retinex方法的运行时间平均减少74.56%。表明该文算法在夜间图像增强效果和运行时间效率上有明显的提高,为后续夜间图像的分割和目标识别提供了保障。     

高阶滑模控制理论综述

滑模控制方法因其结构简单且对系统不确定及外部扰动具有良好的鲁棒性受到人们的广泛关注. 因此, 目前正处于飞速发展阶段. 首先, 本文回顾了滑模控制理论的起源, 简单介绍了传统一阶滑模控制方法的发展; 其次, 列举了几种常用的二阶滑模控制方法, 并介绍了其工作原理; 接着, 总结了高阶滑模控制理论的研究现状, 主要包括齐次性算法和继电–多项式算法的研究成果; 最后, 结合高阶滑模控制方法中需要克服的问题, 讨论了未来可能的研究方向.     

12/14无轴承开关磁阻电机双系统性能统一优化策略

12/14无轴承开关磁阻电机(bearinglessswitched reluctance motor,BSRM)结构参数对转矩系统关键性能和悬浮系统关键性能表征出不同的影响规律,导致转矩系统与悬浮系统关键性能难以统一优化。针对上述问题,该文提出12/14 BSRM转矩/悬浮双系统关键性能统一优化策略。在探明12/14BSRM结构参数对转矩系统关键性能和悬浮系统关键性能影响规律的基础上,分类定义非灵敏变量、单系统灵敏变量与双系统灵敏变量;进一步,着重针对单系统灵敏变量和双系统灵敏变量分别开展递进式单系统粗优化和交互式双系统协同优化,依次得到单转矩系统灵敏变量最优值、单悬浮系统灵敏变量最优值和双系灵敏变量最优值;最后,对比分析优化前后的12/14BSRM转矩系统和悬浮系统关键性能,并搭建实验平台对优化后的样机进行性能测试,仿真和实验结果验证了所提优化策略的高效性和可行性。     

混合单绕组磁悬浮开关磁阻电机悬浮特性分析EI北大核心CSCD

单绕组磁悬浮开关磁阻电机可以实现全功率转矩和转矩/悬浮两种模式运行,具有转矩系统与悬浮系统高度集成的独特优势,但存在悬浮力输出范围有限的弊端。针对上述问题,该文将单绕组磁悬浮开关磁阻电机模块设计,与直流磁悬浮轴承一体化集成,形成混合单绕组磁悬浮开关磁阻电机(hybrid single winding bearingless switched reluctance motor,HSWBSRM)。进一步将HSWBSRM宽支承系统的定子凸极与转子凸极设计为宽齿-窄齿互相配合形式,引入轴向充磁永磁体提供产生悬浮力的偏置磁场,提高悬浮力输出能力,降低了系统的体积与悬浮功耗。该文首先阐明混合单绕组磁悬浮电机结构与运行原理,并揭示设计约束条件。针对典型实验样机参数,构建三维有限元分析模型,着重围绕宽支承系统偏置、主动悬浮特性以及单绕组系统转矩/悬浮特性开展深入分析。最后,在探明宽支承系统与单绕组系统耦合特性的基础上,提出相应控制策略并构建控制系统,验证HSWBSRM悬浮机理的可行性与有效性。     

一类新的二阶滑模控制方法及其在倒立摆控制中的应用

二阶滑模作为高阶滑模的特殊情形, 不仅具有传统滑模鲁棒性强、对外界干扰不敏感的特点, 而且能够有效地消弱传统一阶滑模中存在的\"抖振\"现象. 本文设计了一种新的二阶滑模控制算法. 该算法的优点是假设不确定性是由非负函数限制而不是由常数限定. 因此, 该算法在实际应用中具有更广的应用范围. 此外, 算法中的加幂积分技术保证了系统在有限时间内稳定, 而不是传统二阶滑模中普遍存在的有限时间收敛, 并给出了严格的数学证明. 最后, 在倒立摆控制中的应用验证了该算法的有效性.     

重介选煤降低生产介耗的方法

重介质选煤技术以其便于操作、具有较高的分选效率和自动化程度高及较强的煤质适应能力,在选煤厂得到良好的运用,促进了我国洁净煤技术的发展.本文重点分析了重介选煤技术以及对脱介筛的要求,提出了降低重介选煤生产介耗的方法.     

一类二阶非线性系统的有限时间状态反馈镇定方法

针对一类二阶非线性系统的有限时间状态反馈镇定问题进行了讨论. 给出了三种基于连续状态反馈的全局有限时间状态反馈镇定方法. 首先,利用非线性齐次系统性质,设计出一种状态反馈控制器,使得闭环系统渐近稳定并且具有负的齐次度;其次,基于有限时间Lyapunov函数的反步构造法,给出了一种有限时间控制器;最后,利用非奇异终端滑模控制技术,得到了一种使闭环系统有限时间收敛到平衡点的反馈镇定控制器. 仿真结果表明了这些方法的有效性.     

“自动控制原理”课程的频域部分教学探讨

本文对"自动控制原理"课程中频域分析部分内容的教学进行了探讨。笔者讨论了系统频域分析内容的特点和教学难点,并列举了教学中普遍存在的问题,归纳出产生这些问题的潜在原因,并从这些潜在原因入手,有针对性的提出了一些教学方法和建议。笔者通过一个教学案例,详细阐述了上述教学方法的应用。     

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮系统解耦控制策略

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮力位移刚度系数和电流刚度系数受转子位置动态耦合,具有非线性时变特征,严重影响悬浮系统运行鲁棒性。针对上述问题,该文提出基于耦合悬浮力调节器的悬浮系统控制策略。首先,基于有限元分析和麦克斯韦应力法,揭示悬浮力非线性时变规律,并建立完善的数学模型;进一步将该模型表征为位置解耦悬浮力模型和非线性时变耦合分量。其中,位置解耦悬浮力模型一方面作为悬浮系统的直接反馈模型,另一方面用于设计耦合悬浮力观测器,实时在线获取非线性时变耦合分量。所获取的耦合分量作为外部干扰前馈补偿至悬浮控制系统。最后,针对基于耦合悬浮力调节器以及控制系统的有效性开展仿真分析与实验验证,结果表明,所提控制方法可以有效地解决转子位置对悬浮系统的动态耦合,提升系统鲁棒性。