空压机压力控制系统建模与动态特性研究

以螺杆式空压机供气系统为研究对象,在对其系统组成分析基础上,将空压机压力控制系统划分为储气罐子系统、电机子系统、压力控制子系统.空压机储气罐子系统采用实际气体状态方程式描述储气罐中气体P-V-T关系(范德瓦尔方程式),电机子系统采用三相感应电机转子磁场定向控制模型,储气压力控制子系统为电流反馈、速度反馈和压力反馈的三闭环控制结构(电机变频控制).分别进行了电机变频控制和普通加、卸载控制模式下的数值仿真分析,结果表明对于文中构建的变频控制策略,系统具有良好的动、静态性能,能够根据用气量的变化自动调节转速大小,使压力比较精确地控制在给定值附近;普通加、卸载模式下,压力在pmin～Pmax之间来回波动,在用气量波动比较大的场合,造成电机启动频繁的同时压力波动也会明显增大.     

车辆稳定性系统与四轮转向系统集成控制研究

通过ADAMS/Car软件建立了车辆虚拟样机模型,车辆模型具有四轮独立制动和四轮转向的能力。在车辆稳定性系统和四轮转向系统的基础上,基于MATLAB设计了一种分层式集成控制系统,由上层控制器和下层子系统控制器组成。下层子系统控制器包括车辆稳定性控制子系统(以目标横摆角速度为控制目标)和四轮转向控制子系统(以车身质心零侧偏角为控制目标)。上层控制器为基于规则的系统管理控制器,考虑子系统间的相互耦合因素,协调子系统间的工作关系。理论分析和仿真结果表明,构建的分层式集成控制系统是一个行之有效的综合仿真和优化控制的系统,其性能优于单独控制和叠加控制,使车辆的操纵稳定性和安全性得到显著提高,所得结果为集成控制在车辆工程中的实际应用提供了参考。     

基于1553B与CAN总线的电机控制网络设计

基于DSP和CPLD设计了CAN-1553B网关,选择了1553B总线作为电机控制系统的主总线,其主要用于操作系统与子控制系统之间的通信。为了更好地完成各节点之间的通信,采用CAN总线作为子系统总线,构建基于CAN总线的由一个主控制器节点和一个采集执行节点组成的电机控制网络单元,实现两个节点之间的CAN总线通信以及电机的双模位置控制,并分析了控制性能。     

基于ARM9的嵌入式数控系统研究

介绍了基于ARM9的嵌入式数控系统中的主要由S3C2440处理器和SEDA-02AVN电机驱动器构成的电机调速子系统,详细阐述了S3C2440处理器中相关寄存器的设置及工作方式,并给出了系统硬件设计原理图和软件控制流程图。     

无轴承电机悬浮子系统的模糊自适应PID控制

通过研究无轴承电机悬浮子系统的数学模型特点,提出了数学模型简化前提下的控制方法,并在PID控制的基础上,给出了使得PID系统稳定需要满足的基本条件;之后建立了在PID控制系统稳定条件之上的模糊自适应PID控制方法。通过MATLAB仿真实验结果分析,证实了该方法对于悬浮系统的实用性和可行性。     

齿轮加工机床用永磁同步电机直接转矩控制方法

针对齿轮加工机床的高精度伺服控制需求，改进永磁同步电机并提出一种自动化的直接转矩控制方法。根据齿轮加工机床传动装置特点与通用型永磁同步电机结构，将呈圆周分布的定子改为直线分布形式，用初级部件、次级部件代替定子、转子。依据永磁同步直线电机结构与子系统的分析情况，通过转矩估计、磁链估计和模糊自适应控制等阶段，实现直接转矩控制的自动化控制。选取七轴五联动数控弧齿锥齿轮磨齿机作为实验对象，设置电机与所提方法的相关技术参数后，检验永磁同步直线电机性能与直接转矩控制性能。实验结果表明，经所提方法控制后的电机稳定性与散热性良好，证明所提方法对电机负载状态具有较好的自适应性，自动控制效果较为理想。     

电动汽车驱动电机控制设计

驱动电机控制是电动汽车开发中关键环节,采用专业电机控制芯片控制驱动电机可实现对驱动电机可靠、高效地转速控制。提出了基于专业电机控制芯片HCTL-1100的驱动电机控制设计方案,介绍了电机控制硬件电路设计和转速控制设计,提高了驱动电机控制硬件电路的安全可靠性及驱动电机转速控制的快速性和精确性,保障和提升了电动汽车驾驶性、动力性、安全性等性能。     

柔性关节机械臂的非线性控制策略研究

针对外部干扰情况下的柔性关节机械臂非线性动力学模型,提出一种基于反演设计思想的递阶控制策略。把电机的输出角度向量作为关节子系统的控制变量,设计虚拟电机角度向量实现关节轨迹跟踪,同时在反演正定函数中综合积分项消除轨迹跟踪误差。计算实际的关节电机输出力矩,使电机输出角度跟踪虚拟控制量,通过设计自适应滑模变结构控制器消除系统不确定因素的影响。基于李雅普络夫稳定性理论证明系统的稳定性和轨迹跟踪误差的收敛性。     

柔性关节机械臂的非线性控制策略研究

针对外部干扰情况下的柔性关节机械臂非线性动力学模型,提出一种基于反演设计思想的递阶控制策略。把电机的输出角度向量作为关节子系统的控制变量,设计虚拟电机角度向量实现关节轨迹跟踪,同时在反演正定函数中综合积分项消除轨迹跟踪误差。计算实际的关节电机输出力矩,使电机输出角度跟踪虚拟控制量,通过设计自适应滑模变结构控制器消除系统不确定因素的影响。基于李雅普络夫稳定性理论证明系统的稳定性和轨迹跟踪误差的收敛性。     

基于SIMULINK的异步电动机矢量控制变频调速设计与仿真

针对异步电动机比直流电动机调速困难的问题,提出了异步电动机矢量变频调速的控制策略,本文介绍了异步电动机矢量控制的基本原理,并且结合实际设计出异步电机矢量变频调速系统的结构图,根据异步电机模型和在调速系统中各子系统的模型,在SIMULINK环境下对该系统进行仿真,并得出实验结果。表明SIMULINK可作为电机仿真分析中的一种方便、快捷、有效的工具。     

一种用于闪频观察窗的直流步进电机控制系统设计 经济型数控化改造中主轴部分控制的设计

针对真空冶炼过程中观察熔炼状态存在的问题,设计了一种用于闪频观察窗的直流步进电机控制系统,根据在真空密封环境下电机所需的启停及运转方式等工艺要求,选择直流步进电机来拖动遮挡盘,通过PLC与汇编程序技术来构建电机运转控制系统。首先由PLC中的梯型图程序建立电机启停逻辑框架,再由汇编程序来设置电机的运转状态,最终实现了整个直流步进电机控制系统的自动化、一体化。根据现场使用情况分析,在应用了此系统拖动的遮挡盘后,观察窗在观看清晰度、运转平稳度以及系统保护上都展现出了良好的效果,大大降低了镜面清洗率,因此,该系统在真空冶炼行业的观察窗设备中具有较好的应用前景。     

变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达系统恒转速控制方法研究

以变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统为研究对象,提出变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统的控制方法。建立恒流状态下系统恒转速控制的数学模型,分析系统的相乘非线性特征与变量马达斜盘摆角基准值的计算方法,采用稳态控制量叠加基于小信号线性化补偿控制量的控制方法。通过定量泵-变量马达系统的开环辨识,得到系统参数。对系统进行仿真与试验研究,得到在恒流状态下变量马达斜盘阀控缸的响应速度、马达斜盘摆角和定量泵转速对系统控制特性的影响规律,验证变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统的控制方法的有效性。为拓展定量泵-变量马达容积调速系统应用领域奠定了理论基础。     

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。     

基于KV31的无刷直流电机控制系统设计

为提高港口机电设备的能源利用率,提出以无刷直流电机作为驱动机构,替代目前广泛使用的三相异步电机。控制系统作为无刷直流电机的重要组成部分,对于电机性能表现至关重要。系统以 NXP的 KV31 微控制器作为控制核心,按照模块化思想,对无刷直流电机的软硬件进行设计,其中包括核心控制电路、功率驱动电路和转子位置信号检测电路等;根据港口机械中的电机存在的实际工况,设计阶跃负载实验等多组实验进行测试。实验结果表明,所设计的无刷直流电机控制系统运行稳定可靠,能够满足性能要求。     

汽车变速箱总成下线检测试验台电气控制系统的研发

设计了汽车变速箱总成下线检测试验台。由机械传动系统、液压传动系统和电气控制系统协调工作,有效完成手动汽车变速箱组装完成后的加载检测及各项测试。其中的电气控制系统主要完成在正向拖动、反向拖动时控制输入端电机、输出端电机的交替启动。变频控制器控制输入端电机的转速调节,伺服控制系统调控输出端电机转速及扭矩。该试验台实现了模拟汽车的实际工作状况。     

开关磁阻电机调速系统综述

开关磁阻电机调速系统是由开关磁阻电机、功率变换器、控制装置、角位移传感器和驱动电路5部分安装在一起的一种新型机电一体化调速装置,它的效率在很宽的调速范围内可大于87%,电机结构十分独特,转子上无绕组或永磁体定子为集中绕组,其绕组安装容易,端部短而牢固,比传统的直流电动机、同步电动机和异步电动机都简单,制造和维修十分方便。同时,开关磁阻电机控制方便,可以四象限运行,具有结构简单、体积小、质量轻、工作可靠、控制方便的优点,其性能和经济指标优于普通的异步电动机调速系统。     

基于单片机的PWM直流电机控制系统设计

电机控制系统是数控火焰切割机自动调高器中的关键部件。提出了自动调高器中电机控制系统的方案,设计了基于单片机的PWM直流电机控制硬件电路,指出了本系统软件设计需解决的关键问题,并设计了相应的控制软件。该系统设计了一种实用新型的切割机自动调高系统,较好地解决了电机转动惯性对调高精度的影响。     

电动车用空调电机驱动系统设计与实现

设计了电动车空调系统永磁同步电机驱动无传感器矢量控制系统.依据车用空调电机驱动系统的要求,基于DSP对电机驱动的硬件实现电路进行了具体设计,在此基础上进行了相应控制软件设计,实现了空调电机驱动的无传感器矢量控制.实验结果验证了该系统的可行性和有效性.     

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敏感系统进行仿真研究,并与传统机-液负载敏感系统在响应速度以及鲁棒性方面进行对比。结果表明,电控直线电机变排量负载敏感系统在单泵多执行变负载工况下,可以实现传统负载敏感系统功能;该系统相对于传统负载敏感系统具有更优异的鲁棒性以及响应速度,能够克服传统负载敏感系统响应慢、易振荡等缺点。对电控直线电机变排量负载敏感系统变压差控制进行了进一步的分析,结果表明,该系统可以通过调整控制系统中压力裕度的值实现变压差控制,大大增加了负载敏感系统的负载适应范围,可以根据不同工况调整压差大小。     

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。