变转速泵控马达系统转速降落补偿试验研究

分析变转速泵控马达调速系统产生转速降落的原因,指出系统泄漏、电动机机械特性和因系统压力变化带来的油液压缩性均能引起马达转速降落。给出基于系统压力反馈的转速降落补偿控制框图,推导出因系统泄漏和电动机机械特性引起转速降落的补偿系数和因油液压缩性引起转速降落的补偿系数。对变转速泵控马达调速系统,编制LabVIEW测控程序,在此基础上分别进行恒负载、变负载和变转速情况的转速降落补偿试验,由理论分析和试验结果得出了不同工况下的转速降落补偿方法,达到了在不同工况下变转速泵控马达调速系统转速降落补偿的目的。     

电控直线电机变排量负载敏感系统仿真分析

传统负载敏感系统是通过机-液反馈控制,具有鲁棒性差、易振荡、难以实现精确的排量调节等缺点.据此,提出了电控直线电机变排量负载敏感系统,利用直线电机代替变量缸来调节轴向柱塞泵排量,并利用流量前馈结合压差反馈的方式对直线电机进行控制,实现液压系统的负载敏感功能.利用AMESim-MATLAB联合仿真对电控直线电机变排量负载...     

采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统

截割部是滚筒采煤机最重要的组成部分,也是最易产生失效的部分。针对现有滚筒采煤机截割部可靠性低和适应性差的问题,设计一种高可靠性机电液短程截割传动系统,该系统实现了负载突变下的缓冲减振和煤层变化下的滚筒调速。建立截割电动机、泵控马达系统和蓄能器的数学模型,基于AMESim软件建立MG300采煤机截割传动系统的仿真模型并进行系统调速性能、应对突变工况性能仿真分析和效率分析,结果表明系统既能实现滚筒转速的良好调节又具有一定的缓冲减振功能并且在典型工况下有着较高的传递效率。因此,所设计系统能提高采煤机的可靠性和自适应性,仿真结果验证了该方案的有效性和可行性,为深部危险煤层无人采煤机的研发奠定了基础。     

基于反射式光电传感器的直流电机测速及控制系统

阐述了一种基于反射式光电传感器的直流电机测速及控制系统 ,该系统可适用于无法采用旋转编码器和测速电机进行直流电机测速与控制的场合 .文中采用斯密特触发器、异或门、D触发器以及可逆计数器设计了可用于脉冲计数和转动方向鉴别的倍频译码电路 ,并采用专用电机控制芯片L2 92、F/V变换器 LM2 91 7、D/A转换器 DAC0 832设计了带速度和电流负反馈电机速度微机控制系统 ,可保证负载变化时电机转速的平稳性     

车载液压发电机行车发电转速补偿控制

研究了变转速输入和负载扰动下马达稳速输出控制方法。基于欧洲NEDC循环路况构建车辆行驶仿真模型、泵控马达数学模型以及负载数学模型,提出车载液压发电机泵控马达稳速输出控制策略,对系统进行仿真研究。结果表明在变转速输入和负载扰动下,加入转速补偿控制能够极大提高控制精度和鲁棒性。     

2030冷连轧机速度控制系统的建模及电动机负载转矩的计算

在充分熟悉2030冷连轧机直流电动机速度控制系统的基础上,将双电枢电动机速度控制系统的建模和仿真等效简化为单电枢电动机的建模和仿真,建立了2030冷连轧机含弱磁调速和速度自适应环节的直流电动机速度控制系统的机理模型,并给出了冷连轧机速度控制系统电动机负载转矩的在线计算公式。结合现场数据的仿真和实测结果表明,所建立的速度控制系统模型是正确的,电动机负载转矩的在线计算公式是可行的。     

车载液压发电机行车工况发电稳速控制

车载液压发电机在驻车工况下发出电能的质量较高,但在行车发电工况下,行驶负载的扰动使得发电机转速不稳定,发出的电能质量较差。针对行车发电稳速控制展开研究,构建了行车发电工况下变量泵-定量马达闭式调速系统的数学模型,分析了输出转速波动的机理,采用前馈补偿加直接闭环反馈的方法对马达输出转速波动进行抑制。仿真和实验结果表明,补偿控制能够使系统在行车工况下具有较高的控制精度和鲁棒性,输出电力品质满足军用Ⅱ类自发电电站标准。     

基于转矩控制的定排量恒压电液动力源运行特性

通过协调电液动力源转速和排量可以提升其能效,也是目前电液动力源的研究热点,随着变频和伺服技术的发展,变转速电液动力源也越来越多地应用在工业生产和航空航天装备中。目前,电液动力源实现流量控制可以采用变排量控制,也可以采用变转速控制,这两种控制方式已非常成熟,应用也较多。但在压力控制中,还往往只能依赖液压泵变排量控制结合压力反馈实现压力控制机能,采用变转速控制压力时,难以适应负载流量随机快速变化工况。为此,提出采用高效率的伺服电动机直接驱动定量泵,进一步提出基于转矩控制和转速补偿的压力控制方案,在负载压力变化时,无需控制电动机转速,具有动态响应快、系统结构简单的优点。通过理论分析和试验研究,结果表明,采用设计的方案可以很好地实现压力控制,在相同条件下,与常规恒压变量泵相比,压力响应时间从160 ms降低到50 ms,响应速度远超国际同类恒压控制泵。     

Performance enhancement of robot arms through active counterbalancing

Current robot designs utilise a fixed counterweight approach to balance the robot arm. The different links are generally equipped with counterweights so as to increase their load carrying capacity for a given link actuating motor. The counterweights are either designed to balance the link alone, in which case the torque due to the load is carried by the link actuating motor, or is designed to balance the link plus a portion of the maximum load intended. While this fixed counterweight approach is adequate for the majority of industrial and manufacturing applications, it fails to provide adequate balancing for high performance applications where large loads and high operating speeds are involved. This paper describes an active counterbalancing system that provides advantageous balancing to the robot arm links throughout the operation cycle, thus enhancing the load carrying capacity and the operation speed. A simplified dynamic analysis of a robot arm equipped with this counterweight system is presented. The paper also presents the control scheme necessary for the operation of the active counterweight.     

轮毂电机网络化控制器研究

对四轮独立驱动汽车中轮毂电机的控制需求进行分析,设计了一种具有FlexRay总线接口的网络化轮毂电机控制器,给出了控制器的软硬件结构和通信协议; 采用广义预测控制策略对轮毂电机速度环控制参数进行校正,以消除负载扰动对轮毂电机控制过程的影响,通过对指令数据进行实时预测,补偿传输过程中的延迟和丢包带来的数据缺失;构建了测试平台,通过模拟指令突变、负载扰动及数据丢包等工况,对所设计的网络化轮毂电机控制器性能进行评估。实验结果表明,预测控制策略和指令实时预测能使轮毂电机控制系统获得准确稳定的控制性能。     

有源先导级控制的电液比例流量阀特性研究

针对现有技术采用压差补偿器或插装式流量传感器控制流量,会降低阀的通流能力,增加系统的功率损失和发热;大流量场合只能通过阀开口面积间接控制流量,受负载变化影响控制精度低;低工作压力范围可控性差、动态响应慢;大通径采用三级结构,构造复杂等问题,提出用小功率伺服电动机驱动小排量液压泵/马达(有源)、结合液压晶体管(Valvistor),构造新的低能耗、高可控的电液比例流量阀。该方法可扩大阀的流量控制范围,提高阀在低压时的动态响应。建立阀的静态数学模型,分析获得影响阀负载流量特性最主要的因素是反馈节流槽预开口量大小;进一步建立阀的动态数学模型,获得主阀芯稳定条件。根据阀的结构组成,建立阀的仿真模型,仿真分析主阀各参数对主阀性能的影响。结果表明,反馈节流槽预开口量越小,主阀负载流量特性越好;主阀口压降越大,主阀芯响应越快;但由动态数学模型可知主阀口压降太大且先导流量较小时,阀的稳定性也会降低。研究也表明,在保证主阀良好的动态特性前提下,可通过使先导泵/马达转速随负载压力变化,实现对阀的流量补偿,从而改善阀的负载流量特性。     

精密冷轧环机工艺动力学模型

采用交流伺服电机和机械驱动进给系统的冷轧环机,其进给伺服控制系统的设计需要一个新的工艺动力学模型。给出了交流永磁同步伺服电机的数学模型,建立了机械传动机构的等效动力学模型,分析了环件冷辗扩的运动学和变形力学条件,得到了整个进给系统的工艺动力学模型。模型表达了伺服电动机电流、转矩、转速与轧制载荷、芯辊进给速度和位置,以及环件几何尺寸之间的动态关系,各变量之间存在非线性和耦合。模型已用于冷轧环工艺控制器的设计。     

注塑机电液控制系统能量效率对比研究

在同一注塑机上,对采用异步电动机驱动定量泵、变转速异步电动机驱动定量泵、异步电动机驱动变量泵、变转速异步电动机驱动变量泵、交流伺服电动机驱动定量泵,5种电液控制方案加工同一制品的能量效率进行理论分析和试验对比。建立不同控制回路电动机和液压泵功率传输数学模型,绘制出能量特性曲线,分析对比注塑机工作在保压和冷却工况下,液压系统和电动机驱动系统功率消耗。研究结果证实,在部分负载和空载工况,异步电动机驱动定量泵系统存在大的溢流、节流损失,效率低;在此基础上引入变转速控制,包络系统所需的流量,可减少电动机功率消耗,提高系统效率,能量效率与异步电动机驱动变量泵相当;异步电动机驱动变量泵系统,可完全消除液压系统的溢流损耗,但电动机仍存在较大的空转损耗,在此基础上引入变转速控制,使电动机输出功率与液压负载相匹配,可进一步提高能量利用率26.5%;研究也表明,采用交流伺服电动机驱动的定量泵系统能量效率最高,较异步电动机驱动的定量泵系统节能88%,并且结构简单、动态性能好。     

电液驱动无级调速装置

介绍了一种使用普通电机,行星减速机构和液压系统组成的新型调速装置.通过液压马达的速度调节,可方便进行输出转速的调节.对输出转速和输出扭矩进行了理论分析,在高转速输出时,调速装置以机械传动为主,输出高速小扭矩,获得大功率高效率的传动.在低转速输出时,利用液压系统的反馈作用,产生低速大扭矩的输出,以满足主机在恶劣作业工况下的要求.最后对电机和液压系统的功率匹配值进行了推荐,并对液压系统中的液压元件的参数进行了计算分析.     

电动轮传动系统齿根动应力试验研究

本文利用有限元理论，建立了电动轮传动系统的数学模型；分析了传动系统中承载斜齿轮轮齿的应力；并采用遥测方法对电动轮样机进行了动态应力测试。研究结果揭示了电动轮传动系统在不同行驶速度下的齿根应力变化规律，指出了最高机械效率下的电动轮转速即最佳车速，并根据试验结果对改进电动轮加工工艺提出了建议。     

IMPROVE THE KINETIC PERFORMANCE OF THE PUMP CONTROLLED CLAMPING UNIT IN PLASTIC INJECTION MOLDING MACHINE WITH ADAPTIVE CONTROL STRATEGY

The kinetic characteristics of the clamping unit of plastic injection molding machine that is controlled by close loop with newly developed double speed variable pump unit are investigated. Considering the wide variation of the cylinder equivalent mass caused by the transmission ratio of clamping unit and the severe instantaneous impact force acted on the cylinder during the mold closing and opening process, an adaptive control principle of parameter and structure is proposed to improve its kinetic performance. The adaptive correlation between the acceleration feedback gain and the variable mass is derived. The pressure differential feedback is introduced to improve the dynamic performance in the case of small inertia and heavy impact load. The adaptation of sum pressure to load is used to reduce the energy loss of the system. The research results are verified by the simulation and experiment. The investigation method and the conclusions are also suitable for the differential cylinder system controlled by the traditional servo pump unit.     

基于机械臂位姿变换的柔性负载伺服驱动系统控制策略

伺服驱动系统的柔性负载端转动惯量等参数随柔性机械臂位姿变化而变化,进而影响伺服驱动系统电动机输出端转速。为降低电动机输出端速度波动,采用极点配置的方法设计伺服驱动系统转速环PI控制器参数,该参数的选择随柔性机械臂位姿变化而变化,从而使伺服驱动系统在不同位姿下获得良好的动态响应特性,避免机械谐振发生。首先根据连续体振动理论和拉格朗日原理建立了柔性负载伺服驱动系统动力学模型,并通过状态方程求得电动机转速到柔性负载驱动转矩的传递函数。将变参数PI控制策略应用于伺服驱动系统转速环控制中,分析了柔性负载对转速环的控制特性的影响,采用极点配置的方法设计控制器参数。接下来分别采用相同幅值、相同阻尼系数、相同实部3种极点配置策略设计控制器参数。讨论了这 3 种极点配置策略不同参数对系统谐振峰值、谐振频率和带宽的影响。最后通过数值仿真分析表明:伺服驱动系统等效柔性负载参数与机械臂的位姿有关;柔性负载回转半径、转动惯量较大的情况,不适宜使用相同实部的极点配置方法,但其余两种方法可通过适当选择参数使电动机输出转速波动程度减小。     

泵控马达液压调速系统负载扰动补偿控制

以泵控马达调速系统为研究对象,建立定量泵-变量马达调速系统数学模型。针对系统负载扰动的随机不可控性,提出了负载扰动补偿控制方法。通过负载扰动观测,依据系统结构不变性原理实时补偿变量马达摆角,实现系统的转速控制。通过燕山大学泵控马达实验平台对所提出的负载扰动补偿控制方法进行仿真与实验研究。仿真和实验结果表明所提出控制方法提高了系统的鲁棒性和控制性能,具有较高的控制精度。     

基于误差反馈学习的永磁同步电机变负载有限时间速度控制

针对传统永磁同步电机调速系统面对变负载和大范围调速时,P、I参数需要频繁调整且速度跟踪不理想的问题,提出了一种基于误差反馈学习结构的永磁同步电机有限时间速度控制方法。在对永磁同步电机运动方程分析的基础上,使用非线性PI和径向基神经网络建立了速度环控制器模型。前者保证控制系统收敛和稳定,其输出作为神经网络的误差学习参数;后者基于终端滑模理论设计参数调整律,加快神经网络的参数收敛速度,使得神经网络的输出逐渐取代非线性PI成为控制系统的主要控制器。利用李雅普诺夫稳定判据分析了控制器的收敛性,并在永磁同步电机调速系统上进行了试验。研究结果表明,基于误差反馈学习结构的有限时间控制策略能够减小系统静态误差和抖振,具有一定的抗干扰能力。     

基于模糊自适应PI控制的无刷直流电机无级调速系统

针对传统PID控制策略对电机转速控制响应速度慢、控制精度低,以及电机调速系统负载或参数变化时很难达到预期效果等问题,提出了新型模糊自适应PI控制策略,并对该策略在无刷直流电机调速系统中的应用进行了仿真研究;以TI公司的TMS320F2812为主控芯片,IR2136为驱动芯片搭建了无刷直流电机无级调速系统的硬件平台。试验分析结果表明,模糊自适应PI控制策略能加快电机调速系统的响应速度,具有稳定性好、精度高、鲁棒性强等优点,并得到了良好的控制效果,具有较高的应用价值。