机器人关节副典型活动部件动态扭矩加载测试系统

为掌握机器人关节活动部件的驱动特性和运行寿命,需要模拟实际工况下的负载规律对典型关节活动部件进行精确扭矩加载和测试.本文在分析了动态扭矩精确测量对机械结构要求的基础上,研制成具有通用接口的动态扭矩加载测试系统,提出采用磁滞制动器配合反装的行星减速机作为大扭矩的加载方法,在低转速下也具有平稳加载的性能.针对磁滞制动器加载的非线性特点,采用闭环控制算法实现加载的自动控制,并运用临界比例法整定了闭环控制参数.测试系统能够动态测量扭矩、转速和转角等反映机器人关节性能参数,并且实现了与转速无关的动态扭矩精确加载.     

基于LabVIEW的航空发动机扭矩/转速信号仿真研究

针对现有航空发动机扭矩/转速信号模拟仿真技术的不足,本文提出了一种基于LabVIEW、PCI总线技术的扭矩/转速信号仿真的设计方法,并在某型发动机电子控制器的测试与仿真系统中得到了成功应用。应用结果表明:该仿真设计简单可靠,输出的扭矩/转速信号精度高、实时性强。为某型发动机电子控制器的测试与仿真提供了有力的保障,具有显著的社会效益和经济效益。     

物探钻机性能参数测试系统设计

根据物探钻机的结构特点和测试需求,设计了一套适用于现有物探钻机的性能参数测试装置,实现了对钻压、空气压力、流量、转速、扭矩、钻井速度6项性能参数的测试,通过数据采集处理器对测试数据自动采集和处理,并开发了一套计算机软件,实现了对测试系统的自动控制和对性能参数的实时监测.现场试验表明,该装置运行稳定、测试精度高、软件运行平稳、存储数据效率高和处理分析准确,对于研究钻机和钻具以及钻井工艺参数优化具有重要作用.     

新型智能扭矩转速传感器及其实验研究

提出了一种新型智能的具有网络通信接口的非接触扭矩转速传感器;通过光电方法精密测量旋转轴的扭转角获得动态扭矩和转速;研究了动态扭矩的温度补偿和初始相位补偿问题;采用神经元芯片Neuron3150处理测试信号和组建传感器的网络通信接口。传感器校准实验结果显示:传感器的测量准确度达到0.4%     

无线与存储融合的传动轴扭矩测试系统设计

存储测试非常适合于旋转轴扭矩测试,但是存储测试需事后回收处理,无法现场观测数据,且参数设置固定。针对上述问题,结合履带式车辆传动轴扭矩测试情况,以存储测试为基础结合Zigbee无线技术,设计了基于LabVIEW上位机控制的无线存储测试系统,利用Zigbee无线网络实现无线触发和多次重触发,并回传测试开始后的少量数据,根据回传数据调整测试单元的参数。实验结果表明该测试系统存储测试与无线技术能有效结合,充分发挥各自的技术优势,提高了测试效率和数据的可靠性,具有良好的应用前景。     

嵌入式容栅扭矩转速传感技术

嵌入式容栅扭矩转速传感技术是利用目前已经趋于成熟的容栅技术,通过在旋转轴距离为L的两处安装容栅传感器,利用容栅差动电容周期性的变化规律,再通过脉宽调制电路和低通滤渡电路,准确地测量出旋转轴的转速和所受的扭矩,并在OLED上卖时显示旋转轴的扭矩和转速.本传感器采用嵌入式设计,特别适合于坦克、装甲车辆等安装空间狭小、对传感器的体积有严格要求的测试系统.     

用于模型旋翼机动飞行试验的测控系统研究

介绍旋臂式模型旋翼机动飞行试验机的信号测试、数据采集系统、旋翼转速控制、旋转大臂转速控制系统和旋翼桨距操纵控制系统。传感器为三分量天平和扭矩天平。     

基于LabVIEW的电机调速数据采集与处理系统

采用LabVIEW软件开发平台,针对直流电机调速系统,设计了电机转速数据采集与处理虚拟仪器系统。系统通过传感器获得电机转速数据进行处理,单片机MPC82G516产生PWM信号控制电机转速,并采用LabVIEW软件实现对数据的实时跟踪与显示。通过对实验板的测试,并对数据进行分析,结果显示系统实时性好,稳定性能好,具有较好的调速效果。     

猝发式红外近距离测试系统发射部分电路设计

针对坦克装甲车辆传动系统旋转轴的扭矩和转速测试的特点,提出了狭下空间下发动机输出轴的猝发式红外近距离测试系统发射部分电路的设计思路。     

无线扭矩-转速传感器在传动轴测试中的应用

设计了一种应变式无线扭矩传感器,同时集成了转速测量功能,在测量传动轴扭矩时,同时能准确的测量出转速。该传感器节点内置独立的高精度桥路电阻和放大调理电路,可以通过上位机软件,实现1/4桥、1/2桥、全桥测量方式的自动切换,兼容了各种类型的桥路传感器。节点通过无线数字信号传输,将测得的应变及转速值无线发送到上位机数据测试系统,该传输方式消除了传统采用的长电缆传输带来的噪声干扰,使得整个测量系统具有很高的测量精度和很强的抗干扰能力。通过工程实际应用,测试结果显示,本无线扭矩-转速传感器稳定可靠。     

模糊PI在船用交流电机直接转矩中的运用

基于船用三相交流电机直接转矩增加模糊PI控制,改善电机的调速性能。根据三相交流电机数学模型,和按定子磁链控制的直接转矩控制理论,再增加模糊PI进行偏差调节,最后用Matlab/Simulink软件搭建电机仿真模型。实验结果表明基于模糊PI的三相交流直接转矩电机系统比传统PI控制的电机响应速度更快、动稳态性能更好,可满足实际电机调速要求。     

基于GA+BP网络速度辨识的直接转矩控制

针对传统直接转矩控制中存在电流、磁链和转矩脉动较大及速度传感器的使用降低了系统的可靠性,增加了系统的成本等问题,提出了利用遗传算法(GA)优化的BP网络电机速度辨识方法,实现了异步电机无速度传感器直接转矩控制。该方法保持了直接转矩控制固有的转矩响应快和系统鲁棒性强的优点,降低了磁链、转矩脉动,加快了系统的响应速度,并对负载的扰动具有较强的鲁棒性,有效地改善了系统的动、静态性能,实验结果证实了该方法的可行性和有效性。     

基于自适应神经模糊推理系统的永磁同步电机直接转矩控制

为减小永磁同步电机直接转矩控制系统的转矩脉动,提高系统的稳态精度和动态响应,设计了一种自适应神经模糊推理系统速度控制器,使电动机转子速度快速跟随给定值,并给出了详细的实现方法。仿真实验结果表明,具有ANFIS速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统不仅动态和稳态性能都得到提高,而且具有较强的鲁棒性。     

带式输送机多机变频驱动功率平衡控制研究

针对多机驱动带式输送机在负荷变化、加减速过程中极易出现因功率不平衡而造成电动机过载甚至损坏等问题,依据转矩分配原则推导出电动机转矩分配公式;采用变频驱动的主从控制方法,主机为速度、磁链闭环的矢量控制,从机为速度级联下的转矩控制,主、从机在转矩分配给定情况下进行转矩闭环控制;建立了功率平衡控制系统模型,并给出了双电动机拖动功率平衡控制系统结构。Matlab仿真结果表明,在负荷变化、加减速过程中各电动机输出转矩可实现按比例分配,证明了功率平衡控制系统的有效性。     

基于脉冲注入的无位置传感器SRM转矩优化研究

位置传感器的引入,使得开关磁阻电机(SRM)结构复杂,可靠性降低,研究了非导通相注入脉冲的转子位置估计方法,该方法不受电机控制方式,以及绕组电流超越饱和阈值的影响.针对响应脉冲电流产生的扰动转矩,设计了基于脉冲注入法的开关磁阻电机转矩优化系统.通过转速环将转矩差转换为给定转矩,建立合理的转矩分配机制,得到给定相转矩,并将直接瞬时转矩控制(DITC)与电流闭环控制相结合使转矩准确吻合给定相转矩,从而实现电机的循环控制,有效减小了脉冲电流产生干扰转矩对转矩波动的影响.建模仿真验证了方法的可行性:对基于脉冲注入的无位置传感器开关磁阻电机的转矩脉动具有良好的抑制效果.     

永磁同步电动机直接转矩控制的效率优化

针对永磁同步电动机在轻载、高速运行时效率和功率因数下降的问题,提出了一种永磁同步电动机直接转矩控制效率优化策略。该策略通过分析电动机损耗与转矩、转速和定子磁链之间的关系,建立了考虑铁损的永磁同步电动机数学模型,导出了效率最优时的定子磁链幅值;将最优定子磁链计算模块嵌入直接转矩控制系统,构成了效率最优的永磁同步电动机直接转矩控制调速系统。仿真结果表明,该优化策略能有效降低永磁同步电动机功率损耗,提高电动机的运行效率。     

永磁同步电机的级联自适应扰动观测器控制策略

受电压源逆变器非线性特性的影响,转速控制通常不能精确抑制齿槽转矩。为精确补偿齿槽转矩,提高永磁同步电机转速控制精度,提出一种级联自适应扰动观测器控制策略。首先,采用参考电流指令建立了同步旋转坐标系下逆变器死区电压模型,并通过自适应扰动观测器对其进行补偿。然后,针对齿槽转矩为转子位置的周期函数的特点,设计了速度环自适应扰动观测器,实现了对齿槽转矩的有效补偿,所提控制策略只需已知电机参数的界。仿真结果表明,所提出的控制策略能够有效抑制电机齿槽转矩、提高转速控制精度。     

Commutation Torque Ripple Suppression in Three Phase Brushless DC Motor Using Open-end Winding

Three phase brushless DC motor has the characteristics of high power density, simple structure and excellent speed regulation performance, which is widely used in the field of electric drive. Open-end winding brushless DC motor has no neutral point, and each phase winding is electrically isolated, which can realize the independent control of each phase winding. Compared with Y-connected brushless DC motor, the open-end winding brushless DC motor has a wider range of speed regulation under the same voltage, and has certain fault-tolerant performance, which is suitable for the application of low voltage and large current. Compared with the multiphase fault-tolerant motor, open-end winding brushless DC motor has simpler structure and higher winding utilization rate. However, the open-end winding brushless DC motor still has torque ripple, among which the cogging torque is related to the motor body structure, while commutation torque ripple is affected by the mutual inductance of the winding and the current freewheeling loop. The commutation process of the open-winding brushless DC motor is analyzed, and it is concluded that the current change rates of the turn-off phase and turn-on phase are equal under the ideal back electromotive force(back-EMF), which can ensure that the non-commutation phase current and the electromagnetic torque kept constant. The overlapping commutation with phase current closed-loop method is proposed to suppress the commutation torque ripple of open-end winding BLDC motor, and the applied voltage on turn-off phase and delayed time of turn-off phase in overlapping commutation are derived, the sliding mode observer is used to calculate the electromagnetic torque. MATLAB simulation and experimental results verify the effectiveness of this method.

     

模糊滑模控制和负载转矩补偿的异步电动机直接转矩控制

针对异步电动机(IM)转矩脉动以及抗干扰能力差的问题,设计了基于模糊滑模控制(FSMC)与负载转矩补偿的新型直接转矩控制(DTC),取代传统PID速度调节器的是一种滑模控制器.为解决滑模控制器中负载转矩脉动的问题,用模糊逻辑控制器取代了传统滑模控制律中的不连续部分,可以明显降低异步电动机在低速运转时的转矩脉动.提出了一种负载转矩观测器来估计未知的负载转矩.负载转矩观测器用来估计负载转矩扰动,估计作为速度环的前馈补偿.仿真结果表明:在低速负载转矩扰动时,该设计具有更好的动态响应和速度性能、更高鲁棒性和更强的抗干扰能力.     

具有死区补偿的自抗扰控制下PMSM转矩脉动抑制方法

空间矢量脉宽调制死区效应对永磁同步电机(PMSM) 的调速控制系统及转矩脉动有一定影响, 为了削弱其不利作用, 在永磁同步电机矢量控制基础上, 提出一种新型的具有死区补偿的自抗扰PMSM控制方案, 针对传统自抗扰控制策略下电机转矩脉动较大的缺陷, 在原有的自抗扰控制策略中加入死区补偿. 仿真及实验结果表明, 具有死区补偿的自抗扰PMSM驱动系统, 谐波含量明显减少, 速度驱动系统更加平稳, 有效抑制了转矩脉动.