柔性转子振动主动控制研究现状

对柔性转子系统动力学研究进行了回顾,综述了柔性转子主动振动闭环控制系统中作动器、控制器控制律设计研究的现状与进展,对柔性转子主动振动控制技术的发展趋势进行了展望。     

弹性转子-电磁轴承系统的建模与控制

利用传递矩阵法,建立电磁轴承支承的多自由度弹性转子陀螺耦合系统的线性变参数模型,对此系统进行状态可控、可视,输出可控及系统稳定性分析;针对实际应用中的PID控制方法对闭环系统进行时域仿真,讨论了实现中非纯微分结构及不共点问题的影响。     

汽车主动悬架的自适应控制研究

主要对汽车主动悬架自适应系统进行研究。根据悬架系统的模型,参数往往不确定,路面激励未知且可变,对主动悬架的非线性性能特点进行研究。采用增益调度控制、模型参考自适应控制和自校正控制等几类自适应控制策略应用于主动悬架的主动控制系统。通过自校正控制自适应系统,按照路面行驶工况进行最优控制,通过计算机对电液系统的阻尼、弹力和水平位置等进行调节,使悬架系统对不同运行工况具有最大程度的适应能力。确保主动悬架性能满足车辆行驶稳定性能与乘坐舒适性,实现对悬架的自我优化控制。     

管道有源消声实验系统的阻抗控制研究

以声阻抗为控制目标，对管道有源消声实验系统的消声机理进行了分析和探讨，研究表明，有源消声的效果取决于次级扬声器位置的等效声阻抗以及管道的阻抗分布特性，在消声实验台的自适应控制结果表明，在主频上取得了降噪40dB以上的效果。     

噪声主动控制中的自适应算法和传函识别研究

针对LMS算法在噪声主动控制中动态范围小和实时控制跟踪能力不强的缺点，提出了多误差改进的归一化变步长最小均方误差自适应滤波算法；采用了并存行在线辨识算法（POLI）有效地处理了自适应控制中次级传函识别的关键问题。     

柔性冗余度机器人随机动态响应主动控制研究

研究了柔性冗余度机器人随机振动主动控制问题。设计了具有压电作动器与应变传感器的机敏连杆，建立了该离散时变动态系统的状态空间表达式。根据最优控制理论，设计了基于Kalman滤波估计的LQG状态反馈控制器。以平面3R柔性冗余度机器人为例进行了计算机仿真，其结果证明了这种主动控制方法的有效性。     

自适应频谱塑形主动控制及舰艇领域应用研究进展

舰艇的隐身性能是其重要的性能指标和战术指标.吸振隔振等被动控制技术在舰艇减振降噪领域得到了广泛的应用,但依然无法满足舰艇对声隐身性的需求,因此,开展舰艇的振动与噪声主动控制研究意义重大.频谱塑形主动控制可以通过改变辐射噪声特征的方式对舰艇进行变特性声隐身.介绍了频谱塑形主动控制的内涵,根据自适应频谱塑形主动控制理论的发...     

电磁轴承-无轴承电机系统在转子主动控制的应用研究

主动磁轴承借助电磁力来控制转子的振动,无轴承电机在实现转矩控制的同时实现电机的悬浮控制。本文在对永磁偏置三自由度电磁轴承和两自由度无轴承电机的磁悬浮机理一般性描述的基础上,分析了其产生的悬浮控制力。并以转子电磁振动为研究对象,结合电磁轴承和无轴承电机的特点,提出利用一种新型的五自由度磁悬浮异步电机作为执行机构对转子电磁振动进行主动控制,实现了转子系统稳定工作。此系统可以有两方面的应用,既可以用做转子的支承,也可以用做转子振动主动控制的增稳。     

自检测磁轴承系统转子位置检测方法的研究

为了降低磁轴承的制造成本,提高可靠性和系统结构的紧密性,在介绍自检测磁悬浮轴承的位置自检测原理及结构的基础上,向线性功放的输入端加入一个高频信号进行调幅,然后让磁轴承线圈两端的电压经过谐振电路提取包含转子位移信息的高频电压信号并进行解调。将解调信号经过精密整流后,可得到一个脉动的直流电压信号,最后通过低通滤波就可得到反映转子位移的平滑直流电压信号。将该信号可作为反馈信号来控制磁轴承的转子位置。仿真结果表明:该自检测磁悬浮轴承系统可以成功检测转子位移。     

FXLMS算法用于压电柔性结构多通道振动控制

以模拟太空帆板的压电机敏柔性结构为实验模型,针对结构振动响应主动控制技术需求,着重分析了多通道自适应滤波前馈控制方法及其FXLMS算法实现,以及受控通道模型参数辨识策略,并给出了详细的控制器设计结构图.针对实验模型对象设计、结构模态特性分析、压电元件优化配置、实验平台开发构建、相关软硬件测控环境、实验过程描述与结果分析验证,给出了研究思路与方法过程分析;进行了结构振动响应多通道主动控制实验并取得了良好的控制效果.结果表明,该控制器结构设计与自适应算法有效,为航天柔性结构振动响应分布式多通道控制提供了方法探索思路.     

多变量主动悬架系统的一种自适应神经元控制策略

研究了车辆主动悬架这个多变量不确定系统的自适应控制问题。提出了一种新型的单神经元多变量控制器。给出一种综合误差的概念,将综合误差与传统的单神经元控制器相结合,得到一种基于综合误差理论的单神经元控制器,它可以同时直接调控被控对象的多输出变量。将该控制方法应用于1/4主动悬架系统,采用二次型性能指标对控制器参数进行了优化设计。研究了在不同的悬架参数及随机路面输入情况下控制器的自适应性能,并与被动悬架及传统神经元控制的主动悬架进行了性能对比。仿真结果表明,所提出的控制器可使车辆获得更为优良的综合减振性能,可显著改善平顺性,是一种简单有效且鲁棒性较好的自适应控制器。该控制方法为主动悬架及类似的多变量不确定系统的控制提供了一种可能的简捷有效的新途径。     

自适应桁架结构动态测试中主动构件配置研究

自适应桁架结构是由作动和传感元件制成主动构件取代桁架结构的关键构件,形成一种能自适应于内外环境变化的新型结构。主动构件在外电场作用下,产生结构的内部激励力,可以对桁架结构进行动态测试。本文在推导了自适应桁架结构机电传递函数表达式的基础上,由主动构件两连接节点处结构各阶模态振型轴向分量差值绝对值的加权和构成的优化目标函数,来研究主动构件在自适应桁架结构中的最优配置问题。文中将该方法运用于一平面自适应桁架结构的动态测试实验中,说明了所提出的优化配置方法的有效性。实验指出,主动构件的不同配置对于结构的低阶模态的测试尤为重要。     

基于流固耦合的滑动轴承非线性油膜动特性研究

针对采用传统静态滑动轴承动力特性系数分析转子从启动到稳定在平衡位置这段时间内瞬态响应的误差较大的问题,提出了采用有限变分法和Newmark-β法相结合的非线性油膜动特性动态分析方法。该方法首先采用有限变分法计算非线性油膜动力特性系数, 解决了采用有限差分法时多次迭代的时效问题,大大提高了计算效率;然后根据计算得到的非线性油膜动力特性系数,通过Newmark-β法分析转子系统的瞬态响应,用学科间迭代方法实现了非线性油膜动力特性系数与转子瞬态响应之间的流固耦合;最后以Jeffcott转子系统为例,对比研究了传统静态分析方法与动态分析方法。结果证明,采用动态分析方法得到的转子系统瞬态响应幅值更小,精度更高。     

LMS自适应主动控制汽车悬架系统试验研究

以汽车操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标，确定汽车系统的簧上质量加速度、车轮动载荷、悬架动挠度为具体评价参数。选择LMS自适应滤波算法，通过调整自适应滤波器的权系数使二次性能指标最小，根据单个样本方差的负梯度来调节权系数，得到控制输出。针对简化的汽车模型，在路面信号作为激励源的仿真研究过程中，算法对悬架系统的振动控制收到了较好的效果。在两自由度的悬架系统试验台架上进行了试验研究，结果进一步证明该算法的有效性，表明LMS自适应控制策略在主动悬架系统中的应用切实可行。     

汽车主动四轮转向系统的解耦自适应控制研究

首先针对二自由度四轮转向汽车的耦合性质,对其进行了状态反馈解耦,然后应用基于李雅普诺夫稳定性原理的模型参考自适应方法设计了主动四轮转向控制系统。仿真结果表明,基于解耦自适应控制的主动四轮转向汽车能够很好的跟随参考模型的响应,具有良好的瞬态和稳态转向特性。     

车辆主动悬架自适应模糊滑模控制研究

针对主动悬架系统具有的非线性和不确定性,结合滑模控制的鲁棒性和模糊控制的优势,建立自适应模糊滑模控制策略。确定滑模切换面参数,应用切换控制方法和函数逼近技术改善滑模运动的动态品质,并利用模糊语言达到控制悬架振动的效果。以车辆1/4主动悬架动力学模型为对象进行仿真,结果显示,与传统的模糊控制相比,自适应模糊滑模控制能有效地改善路面变化对悬架的影响。     

未知环境下柔性二连杆机械臂的自适应阻抗控制

针对机器人与环境接触作业的需求,基于假设模态法建立了刚柔耦合动力学模型,并考虑环境参数不精确干扰,设计了自适应阻抗控制器,分析了其稳定条件。在MATLAB/Simulink中搭建了可对柔性机械臂进行自适应阻抗控制的仿真平台,计算了平面内二连杆柔性机械臂在含有三角形凹陷环境表面的接触运动和柔性变形模态。对比分析了刚性和柔性机械臂位控和力控效果及自适应项对控制响应的影响。基于Staubli机器人展开了实验。结果表明：柔性变形会使得机械臂的位控和力控效果变差;自适应阻抗控制会改善控制响应,对环境不确定具有鲁棒性。设计的自适应阻抗控制可实现柔性机械臂在不规则表面的稳定接触和运动。     

轴向零偏置电流控制磁悬浮系统动态性能的研究

为了减小实体推力轴承的铁损,在轴向自由度采用零偏置电流控制,通过试验分析了磁悬浮轴承转子系统的稳定域和动态性能,并与轴向有偏置电流控制磁悬浮系统进行了比较。结果表明轴向零偏置电流控制方法不会降低系统的动态性能。     

转子—轴承系统的稳定性,分岔与混沌行为研究

利用修正的短轴承理论模型对转子－轴承系统进行了稳定性、分岔与混沌特性分析。结果表明：系统平衡失稳时产生迟滞超临界Ｈｏｐｆ分岔,由于迟滞的存在,使得迟滞区内系统拓扑结构的等价性在大扰动下可能被被破坏,因此,线性理论无法解释该区段内的动态行为。存在不平衡量时,系统失稳可能产生拟周期分岔、倍周期分岔并可能导致混沌振动。这些结果为控制转子的稳定运行状态提供了依据,为油膜失稳故障的诊断提供了有益的启发。     

双柔性臂机器人的建模和主动振动控制

针对双柔性臂机器人在操作过程中出现的结构振动和残余振动影响控制精度的问题,提出了采用多组压电换能器对柔性臂进行主动振动的控制方法.设计了基于超声电机驱动的双柔性臂机器人,采用拉格朗日法和假设模态法对双柔性臂进行了动力学建模,并考虑了在协作搬运过程中双柔性臂机器人需要满足的闭链约束条件.提出了采用独立关节PD反馈控制器和正位置反馈控制器相结合的混合控制方法.Matlab仿真表明,所提出的混合控制器能使柔性机器人在准确完成目标物体轨迹运动的同时,实现对柔性臂的振动抑制,提高了双柔性臂机器人的搬运精度和效率.