空间自由漂浮机器人运动计算机仿真

通过对空间自由漂浮机器人系统的运动特性的分析,建立了基于视觉反馈的实时目标跟踪控制算法,构建了基于实际电机的关节电机闭环控制模型.并在VC环境下建立了一个基于OpenGL的机器人可视化仿真系统,利用该系统建立动力学模型.该仿真系统可以对空间自由漂浮机器人机械臂运动时基座姿态及位置的变化进行模拟.最后在此仿真系统上进行了运动学和动力学仿真实验,验证了系统数学模型的有效性和准确性.     

鞋用检测步态模拟装置的设计与仿真

为研究动态环境下鞋类产品的舒适度,提出了一种步态模拟行走装置设计.通过多体动力学仿真软件AD?AMS对其构建了虚拟样机模型,结合MATLAB软件,采用了迭代学习PID控制算法,对步态模拟行走模拟装置进行了联合仿真.经过对仿真系统模型结果的分析,验证了模型的合理性与可行性,为物理样机的制作提供基础.     

传动试验台负载动态模拟算法分析(Ⅰ)

负载动态模拟是传动系统试验台的关键技术.本文分析了试验台的负载需求,从理论上推导了基于转矩控制和转速控制的算法,分析了各种算法的优缺点和实现难度,并从系统动态模拟的角度比较了模型参数对算法准确性的影响.仿真结果表明,带有补偿器的转速控制算法能较好的实现负载动态模拟,对建模误差也有一定适应性.     

基于伺服机构模拟装置的仿真模型分析

伺服机构是控制系统中关键的控制执行机构，其组成较为复杂且成本较高，测试试验时流程繁琐，不利于重复测试。提出一种用于仿真的伺服机构模拟装置，主要用于替代价格较为昂贵且工作寿命有限的真实伺服系统，可模拟伺服系统极限工作状态和特性变化范围，重点对实现该模拟装置的仿真模型进行分析论述。伺服机构模拟装置由一台伺服控制器和一套主要以NI公司硬件为基础的PXI总线控制器作为硬件平台，其中， PXI总线控制器用于模拟真实伺服系统其他硬件特性和负载特性。伺服系统的系统仿真模型主要包括控制算法模块、执行机构模块、能源模块、负载模块，其中，控制算法模块运行于伺服控制器中，执行机构模块、能源模块、负载模块运行于PXI总线实时测控系统中。通过开发的模拟装置各部分软件对控制器及其硬件板卡进行各种操作，以满足系统的需求。通过对系统性能测试结果分析，全部数据满足相关技术指标要求，与真实产品测试结果相比相差较小，能够满足使用要求。     

方位俯仰型虚拟跟踪瞄准装置的机电动力学仿真

以方位俯仰型跟踪瞄准系统为研究对象,基于机电动力学的Lagrange-Maxwell方程,给出了非线性的双轴耦合机电动力学模型;并以某高功率微波天线为例,完成了基于PID控制算法的跟踪瞄准机电动力学仿真。仿真结果证实了方位俯仰跟瞄装置的机电动力学模型的合理性,并且为目标跟瞄系统的虚拟现实研究提供了理论依据。     

船舶液压推进系统螺旋桨负载转矩模拟研究

针对船舶液压推进实验装置模拟加载的需要,提出一种基于液压系统的双向加载负载模拟系统。采用面向系统原理建模的LMS AMESim软件搭建船舶液压推进系统仿真模型,利用Simulink仿真工具建立船桨模型,联合二者完成了船舶液压推进负载模拟整体仿真模型,仿真结果表明液压推进负载模拟系统能够较好地模拟螺旋桨的各工况的负载转矩,为下一步搭建船舶液压推进负载模拟装置提供研究基础。     

基于多学科协同仿真的液压系统性能匹配研究

针对正铲挖掘机液压系统与工作装置负载的性能匹配问题,提出了多学科协同仿真方法,并应用于整机系统的性能仿真研究。为准确模拟挖掘机工作过程中各子系统的性能参数变化,基于多刚体动力学软件ADAMS建立了工作装置的机构仿真模型,并利用离散元仿真软件EDEM模拟了挖掘机不同进给深度的实际挖掘负载;然后,根据液压系统原理及控制方式,以AMESim为主仿真平台,建立了复合控制泵模型;最后,构建了全系统机液协同仿真模型。分别对液压系统工作过程中液压泵和各液压缸的性能参数进行了仿真验证,并模拟了不同挖掘负载对液压系统性能参数的影响变化。研究结果表明,该协同仿真方法能够用于对复杂系统进行准确、有效地建模,并验证了所设计的液压系统在多变负载工况下性能匹配参数的合理性。     

多层嵌套缓冲装置建模与分析

基于弹簧缓冲器原理采用多层弹性嵌套结构设计了一种多层嵌套缓冲装置.首先,设计各模块的机械结构,采用Solidworks软件建立多层嵌套缓冲装置的三维模型;并根据机械动力学理论建立该装置的数学模型,建立各个弹射单元的动力学方程;再根据机械结构参数合理地设置仿真参数,采用Adams软件对该装置的三维模型进行仿真分析,直观地...     

超大惯量模拟方法在空间转位装置中的应用研究

在空间对接地面实验中,为测试空间转位机构的工作性能,采用基于双轴惯量模拟理论设计一种新型空间转位实验装置,提出了利用惯量模拟增速机构模拟空间站的大惯量负载的方法。采用Lagrange法建立空间转位系统的动力学方程,通过分析转动关节惯量耦合参数确定转位装置结构;对空间转位装置中的转位机构与增速机构组成的双臂模型运动轨迹进行了唯一性证明;利用Sim Mechanics和ADAMS软件对转位装置进行了运动学仿真,仿真结果表明:系统能够实现利用小质量装置模拟空间站的大惯量负载的目标,在给定实验初始条件的情况下,转位装置能够很好地完成实验舱的转位和制动,说明该装置具有很好的创新性和应用性。     

基于等效有限元方法的液压挖掘机工作装置动力学及特性研究

根据液压挖掘机工作装置机械臂运动和受力特点,对其进行动力学分析。采用基于集中质量和惯量的等效有限元法建立液压挖掘机机械臂的动力学微分方程,运用龙格-库塔(Runge-Kutta)数值求解法对运动微分方程进行推导和数值求解,对各臂杆的动力学特性进行了分析。采用动力学仿真软件ADAMS建立了液压挖掘机工作装置的虚拟样机模型,选取与数值求解相同工况的参数进行仿真分析。通过对比仿真结果和数值求解两种方法得到的动力学特性曲线,结果基本一致,表明机械臂动力学建模方法的正确性。     

Sliding mode control with varying boundary layers for an electro-hydraulic position servo system

In this study, a new sliding mode control with varying boundary layers is proposed to improve the tracking performance of a nonlinear electro-hydraulic position servo system, which can be found in many manufacturing devices. The key feature of the proposed control scheme is the use of varying boundary layers instead of fixed boundary layers, which are usually employed in conventional sliding mode control. The validity of the proposed control scheme is verified through practical testing on an experimental electro-hydraulic positioning device. In the cases of step and sinusoidal command inputs, the experimental results strongly suggest that the proposed control scheme is capable of improving the tracking precision without causing any chattering. In addition, the new control scheme seems to be very robust against various set point conditions .     

基于改进型全维观测器的 BLDC 无传感器控制

对基于全维观测器的无刷直流电机无传感器控制算法进行了研究,针对现有的传统全维观测器存在响应慢的问题,提出了一种改进型全维观测器,在传统全维观测器基础上,通过引入反馈增益,以提高动态响应能力和系统稳定性。为了验证提出方案的正确性,搭建相应的测试平台进行了传统和新型观测器的性能对比测试。由实验结果可知,所提出的改进型全维观测器无传感器控制算法能使系统响应更快,是实现无刷直流电机无传感器高速高响应控制的一种有效方法。     

能馈式电子负载中交错并联直流模块的研究

针对能馈式电子负载中的直流模块特殊要求—低压大电流输入、高增益、高效率,在分析传统拓扑和手段的基础上,介绍了一种新颖输入并联、输出串联拓扑,利用耦合电感提高电路的增益,采用新颖有源箝位实现了软开关.在该电路的基础上设计了一个交错并联变换器以满足这些大功率等级,并进一步减小了输入电流纹波.阐述了在此应用下该变流器中死区时...     

高精度低速重载飞行模拟转台的设计与实现

针对大负载、高精度、超低速的用于卫星飞行模拟的实验转台,在进行这种转台的机械结构和传动系统的设计基础上,构建了相应的高精度直流伺服控制系统。然后,建立了系统的数学模型,利用基于Lyapunov直接法的鲁棒模型参考自适应控制策略,对系统的速度稳定性进行了研究。通过实时仿真,使系统的跟踪误差渐进收敛。     

液压挖掘机神经网络模糊节能控制系统的研究

通过对液压挖掘机功率匹配的分析,提出了将泵的功率曲线设定在发动机的功率曲线之上的功率匹配方法,研究了神经网络模糊比例-微分-积分(NN-Fuzzy-PID)控制技术在挖掘机节能控制系统上的应用.试验结果证明了提出的节能方法和 NN-Fuzzy-PID 控制算法在挖掘机节能控制系统上的可行性.NN-Fuzzy-PID 控制器能根据不同的环境和作业工况进行参数自调整,具有自学习的功能.研究结果为进一步研究开发智能化挖掘机提供了依据.     

一种直流数字化电能表的量值溯源方案

直流数字化电能表在电能计量中应用日益广泛,但缺乏专门针对直流数字化电能表量值溯源方案的研究。针对我国缺乏对直流数字电能表量值溯源方案的研究现状,以及现有的交流数字电能表量值溯源方案中存在标准电能计算准确度受采样频率限制、量传误差环节多等问题,提出了一种基于直流数字化标准功率源的直流数字电能表量值溯源方案。该方案在交流数字电能表量值溯源方案的基础上,利用标准数字功率源内置DSP的数字波形拟合与抽取,替代交流溯源方案中的A/D转换;利用DSP高频数字采样积分,替代交流溯源方案中的标准数字电能表。简化了交流数字表的溯源方案,减少量传误差,提高了直流标准电能计算精度,实现了直流数字化电能表的量值溯源,是直流数字化电能表量值溯源的一种新方案。     

电磁驱动配气机构的反演滑模控制

为了满足电磁气门的应用要求,在分析自行研制的电磁驱动配气机构结构特点和建立其数学模型的基础上,提出了一种电磁驱动配气机构新型控制方法,该控制方法是基于反演法思想,将自适应控制与滑模控制优点相结合的复合型控制方法。仿真结果表明,该控制方法可以精确控制气门运动,对系统参数变化和外部干扰均具有良好的鲁棒性能。为了验证该控制方法的有效性,建立实验平台进行了实验。当设定气门升程为8 mm, 理想气门过渡时间为4.8 ms时,实验结果与仿真结果相近。由实验结果可知,气门过渡时间为3.3 ms,落座速度为0.055 m/s。     

关节式机器人控制系统特性分析

以JJR-1型机器人本体为基础,利用单片机技术对其控制系统进行了全新的设计.提出全新机器人主、从两级微机控制系统.在此基础上,对其直流伺服电机控制的机器人手腕位置控制进行了数学建模,并对稳定性及稳定误差进行了分析.     

一种新型高升压比DC-DC变换器

针对传统DC-DC变换器存在的输出电压增益不高、能量转换效率较低等问题,提出一种新型高升压比直流变换器。该变换器主电路拓扑结构由Boost电路和电荷泵倍压电路组成,具有相互独立的控制环节,与现有典型的高增益阻抗源DC-DC变换器相比,所提出的变换器可以在较低的输入电压下实现更高的升压增益,同时具有更高的转换效率。详细分析了变换器的工作原理,使用Simulink工具对升压方案进行仿真,验证了方案的可行性。实验结果表明:在5 V输入下,输出电压为380 V,输出纹波为0.82%,转换效率最高为80.6%,可用于驱动高工作电压传感器。     

电动汽车再生制动系统双向DC/DC变换器的设计

为了实现电动汽车再生制动的能量回收方案,采用超级电容作为储能元件,设计了电动汽车超级电容再生制动系统双向DC/DC变换器,介绍了DC/DC变换器主电路的四种控制方案。实验测试证明了设计合理,工作稳定可靠。