固体火箭发动机推力测试方法研究

为满足对火箭发动机性能指标的测试要求,该文从系统构成,数据处理方面考虑,设计了一种新型的火箭发动机地面静止试验系统推力测试方法。该系统可对多种型号固体火箭发动机的工作时间和推力进行测试,经过实装测试,试验台发动机装配点火数据采集处理及时有效,测试结果的推力时间曲线数据准确,能够满足目前火箭发动机推力检测要求。     

基于PXI的卫星地面测试信号采集控制系统

根据卫星姿轨控分系统(attitude and orbit control system,AOCS)的地面测试需求,提出了一种基于PXI(PCI Extensions for Instrumentation)总线协议的多通道信号采集控制系统的设计方案,该方案针对以往的采集控制系统在采集效率和实时性方面的不足进行了改进,并进行实际的项目开发.实践表明该系统的采集精度和实时性满足测试要求,并且结构灵活、具有良好的可扩展性和通用性.     

卫星姿控系统的滑模容错控制及主动振动抑制

针对执行机构故障情况下挠性卫星姿态控制系统的容错控制及主动振动抑制问题,建立轨控推力扰动条件下含执行器故障的挠性卫星姿态控制系统模型,采用自适应控制方法设计该姿控系统的高阶滑模容错控制器,并在姿态稳定的基础上设计基于高阶滑模的补偿项以降低挠性振动对姿态精确度的影响。对轨控期间飞轮正常情形及故障情形下的挠性卫星姿态仿真结果表明,在卫星姿态控制系统存在干扰的条件下,该方法能实现对执行器故障的容错能力并能提高姿态控制精确度。     

基于空间矢量调制和滑模变结构的永磁直线电机直接推力控制

对永磁直线同步电机(PMLSM)基于空间矢量调制和滑模变结构直接推力控制系统进行仿真和实验分析.提出了两种基于空间矢量调制技术的控制方法,利用预测思想和PI推力调节器控制下一周期磁链,采用滑模变结构控制器控制定子磁链和推力.仿真结果表明,两种基于空间矢量调制的控制系统不仅可以获得与传统直接推力控制一样的快速响应特性,而且可以明显减小动子磁链和推力脉动.采用滑模变结构控制器对由动子电阻变化而引起的动子磁链观测角度误差有较强的鲁棒性.最后基于TMS320LF2407的实验平台实现了传统直接推力控制与滑模变结构控制.仿真和实验结果表明控制系统的性能优越.     

基于QUEST算法的捷联惯导惯性系对准精度分析

针对基于矢量定姿的惯性系对准方法的对准精度问题,以对准解算模型及定姿误差模型为基础,详细推导了QUEST姿态确定算法在对准应用中的误差均方差并证明了其与传统TRAID算法精度的统一关系.蒙特卡洛仿真实验对比分析了重力矢量与重力积分矢量两种观测模式下,4种定姿方案的惯性系对准精度.理论推导与仿真实验均表明,等精度观测条件下采用QUEST算法后,对准统计精度明显优于传统的TRAID算法,其中方位误差均方差约为传统算法的1/6,为QUEST算法引入晃动基座精对准提供了理论与实验依据.     

自适应变结构永磁同步直线电动机直接推力控制

和矢量控制相比,永磁直线同步电动机直接推力控制具有快速和鲁棒性特点.由于经典直接推力控制在电机参数变化和负载扰动影响下会产生推力波动,严重影响系统性能,为改善系统性能,采用一种新颖的自适应变结构控制器控制动子磁链和推力.计算出动子电压矢量,根据空间矢量调制(SVM)控制逆变器的开关频率.整个控制系统经仿真验证,证明在动子参数变化和负载扰动的影响下,系统具有平滑、快速的动子速度和推力响应.     

基于SVPWM的开绕组直线游标永磁电机直接推力控制研究

开绕组直线游标永磁（LVPM）电机具有直流电压利用率高和推力密度大等优点，并且其建设和维护成本低，适用于城市轨道交通的建设。但采用传统直接推力控制时，电机的推力和磁链脉动大，功率单元开关频率不稳定。针对以上问题，分析了LVPM电机的数学模型，研究了基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）的直接推力控制策略，提出了一种目标矢量解耦控制策略，并搭建仿真平台。仿真的结果验证了所提出方法的正确性。     

姿控飞轮用永磁无刷直流电动机电磁设计与分析

小卫星姿控飞轮用永磁无刷直流电动机具有大的有效气隙、大径长比的特点.采用场路结合方法对姿控飞轮用外转子水磁无刷直流电动机进行电磁设计,给出一种气隙磁通密度的计算方法,最大误差6.5%.分析充磁极数对小卫星姿控飞轮性能影响,电机极数应选择6～10极.提出在满足输出力矩和电磁效率前提下确定电机径长比极值及主要尺寸计算方法,并通过一台最高转速6 000 r/min,角动量5 N·m·s的飞轮样机进行试验验证,姿控飞轮满足性能要求,证明了设计方法的正确性.     

航空发动机油门杆模拟装置的研究

航空发动机油门杆模拟装置由步进电机、驱动器和旋变组成,应用于航空发动机半物理仿真测试实验系统,配合控制计算机可以模拟航空发动机的推力特性等参数。为简化模拟过程,对航空发动机的推力测试数据表采用了基于Matlab程序的最小二乘曲线拟合计算,并通过Simulink仿真验证了运行效果,提出了进一步提高模拟精度的方法。     

永磁同步电动机互馈对拖测试平台的研究

设计了一种伺服驱动器．永磁同步电动机（PMSM）互馈对拖测试平台,在简述矢量控制原理的基础上,建立了该测试平台机械轴模型,并采用Simulink对整个测试平台进行了仿真分析。在实际建立的伺服驱动器-PMSM互馈对拖测试平台上对伺服驱动器、PMSM进行了实际运行测试,试验结果表明该测试平台运行效率较高,优于其他现有测试平台。另外,给出了共用交流母线与共用直流母线的两种互馈对拖测试平台的损耗与效率分析,提出了能效比的概念,能够有效地表征测试平台的节能效果。     

基于T-S模糊策略永磁直线同步电动机直接推力控制

直接推力控制系统存在推力和磁链脉动以及效率低等问题。首次将T-S模糊控制策略应用到永磁直线同步电动机直接推力控制系统,采用模糊规则取代滞环控制,采用系统辨识方法明确T-S模糊规则的后件并将其直接作为控制量来选择控制逆变器开关的空间电压矢量。采用该方法无须专门解模糊处理,简化了解模糊的过程。基于Matlab软件对所设计系统进行仿真,讨论了系统稳定性问题。从仿真结果可以得出所设计的新系统有效减小了推力脉动,得到快速的速度响应。     

An Experimental Study on the Effect of Thrust Force on Motor Performance in Linear Permanent Magnet Synchronous Motors

In this paper, the effect of thrust force on motor performance in Linear Permanent Magnet Synchronous Motor (LPMSM) was investigated. This study was carried out as experimental and motor control method was used in scalar control. The effect of thrust force with the vertical and horizontal placement of permanent magnets (PMs) in the fixed part, which is called the secondary side (the PMs were placed in this section), was evaluated according to test results. Test results that have been obtained from computer program were given in the last part. According to test results, the horizontal placement of PM has a positive and significant contribution to the thrust force. In this context, motor performance has affected in a positive way.     

一种参数化永磁同步电机模拟器设计

针对传统电驱动系统测试方案中存在的系统复杂、硬件成本高、灵活性低等问题,设计了一种参数化永磁同步电机(PMSM)模拟器。建立了PMSM的参数化模型,在此基础上进行了电机模拟器电力电子装置拓扑结构及控制策略的设计。通过MATLAB/Simulink平台进行系统仿真分析,验证了在不同工况及驱动器故障时利用电力电子装置模拟实际电机端口特性的可行性及有效性,为电机模拟器的应用奠定了基础。     

基于主动悬架的整车车身姿态控制策略研究

针对车辆在行驶过程中产生的车身姿态失衡问题,提出了一种基于姿态补偿的主动悬架整车车身姿态控制策略。在建立整车七自由度动力学模型,并基于随机路面进行实车试验验证整车模型的准确性的基础上,构建了模型预测控制器,根据状态观测器估计的各信号求解各个悬架的垂向控制力以衰减车辆垂向振动;进而以模糊算法为基础设计车身姿态补偿控制策略,使电磁直线作动器产生反作用力以抑制车身姿态恶化。选取某型号直线电机作为主动悬架力源,将垂向控制力与姿态补偿力合并得到各悬架控制所需电磁作动力,以此计算电机所需目标电流,并通过MATLAB/Simulink平台对主动悬架系统进行仿真。仿真结果表明：所提出的基于主动悬架的整车车身姿态控制策略在不影响车辆垂向控制效果的基础上,能够大幅降低车辆质心侧倾角和俯仰角的均方根值,车身姿态得到有效控制。     

一种基于非线性反馈重复控制策略的磁通切换直线电机推力波动抑制方法

针对初级永磁型磁通切换直线(LFSPM)电机,研究其定动子双凸极结构引起的与位移相关的定位力、摩擦力及参数变化等不确定性对伺服系统的影响,提出一种基于非线性反馈的重复控制策略。首先,在分析LFSPM电机定位力的基础上,通过设计重复控制器对定位力引起的推力波动进行抑制;随后设计非线性反馈控制器,对因摩擦力及参数变化等不确定性因素引起的推力波动进行补偿,同时使逼近误差随周期数的累加而呈现减小的趋势,保证了系统的全局渐近稳定性。最后,通过AD5435半实物系统搭建了控制模型,实验结果表明,该控制方案有效抑制了因定位力及其他不确定因素引起的推力波动。     

用于电磁弹射的容错型初级永磁直线电机特性

提出一种应用于电磁弹射的新型双边容错型初级永磁型直线电机,该种电机具有次级结构简单的特点。首先,本文给出了电机的结构和工作原理。其次,在采用二维有限元对电机的静态推力特性分析基础之上,通过能量法对电机推力公式进行了推导分析,并且对电机的容错特性进行了分析。然后,采用瞬态有限元对电机在正常和断路故障下的推力变化进行了仿真分析,并对电磁弹射过程电机运行情况进行了仿真分析。最后,通过一个同比例缩小的小尺寸同类电机进行了实验研究,验证了电机的推力特性和容错性能。仿真和实验结果显示该电机具有高的推力密度、较小的推力波动和简单的控制策略,在电磁弹射系统应用中具有很好的前景。     

无刷级联双馈感应发电机稳压控制策略

针对级联双馈感应电机作为无刷变速恒频发电机带负载独立运行控制问题，设计了一种新型稳压控制策略。基于级联双馈感应电机作为无刷变速恒频发电机运行的数学模型，设计了一种易于实施的间接磁场定向矢量控制，可在转速和负载单独变化或一起变化时，稳定发电机的输出电压幅值和频率。同时，电压控制器设计避免了前馈补偿及其所需额外电流传感器的应用，即通过合理设计抑制了耦合效应带来的扰动。利用所搭建的级联双馈感应电机测试平台开展了实验研究，测试结果验证了电压控制器的稳压性能。     

长定子直线同步电机的电抗计算与力的分析

本文讨论了长定子直线同步电机的主漏磁场 ,引入相应的电抗计算公式。采用基于状态方程的仿真模型 ,研究悬浮力、推力与气隙、功角之间的关系 ,为长定子同步直线电机的运行控制提供理论基础。     

微带铁氧体器件测试夹具LRL校准与设计

对于传统微波无源器件S参数的测量,通常是先在矢量网络分析仪上对同轴端进行SOLT的全二口校准,再通过测试夹具对微带器件进行测试,测试夹具引入了一定的测试误差。为实现微带双端口器件的准确测试,设计了用于LRL校准方法的测试夹具及校准件。介绍了校准原理及校准件设计,通过HFSS仿真软件对测试夹具进行仿真优化,设计制作了LRL精确校准的测试夹具及校准件。对X波段微带器件进行测试,验证LRL测试夹具测试的准确性。     

屏蔽电动机推力轴承水膜厚度测试研究

屏蔽电动机轴承采用水润滑轴承,模拟推力轴承运行工况,设计了一套水润滑推力轴承试验装置,并可在一定范围内对轴承承受的轴向力进行调节。电涡流位移传感系统采用美国Bently公司的3300XL 8mm移感器系统,通过对台架的推力轴承水膜厚度进行测量,测量到完整的水膜,与理论计算结果进行比较,结果表明在水润滑条件下,能够形成稳定水膜。