车用机电复合传动系统机电耦合非线性振动研究

大功率机电复合系统主要有两部分构成,分别是永磁同步电机与机械传动构件,属于代表性机电耦联系统.传动系统在实际运行过程中所表现出来的特点不仅仅与机械结构参数之间有着十分紧密的关联,同时与电机电磁参数也有着紧密关联.永磁同步电机作为机电系统,所拥有的结构十分复杂,转子系统运行情况会受到电机自身运行特点的影响,也就是说耦合情况能够让永磁同步电机与转子之间出现震动问题.     

多干扰源下热连轧机主传动系统扭振问题研究

针对热连轧机主传动系统扭转振动问题,考虑非线性刚度及阻尼项,建立连轧机在电机谐波干扰及负载谐波干扰下的主传动系统扭转动力学模型。采用多尺度法求解非线性动力学系统的1/2倍亚谐、2倍超谐及组合共振幅频响应方程。以某钢企中1 580 mm热连轧机F2主传动系统为例,分析实际参数下不同非线性刚度、非线性阻尼、电机扰动及线性阻尼对主传动系统亚谐、超谐及组合共振的幅频响应的影响。研究结果为揭示热连轧机主传动系统非线性动力学特性问题机理提供实用参考。     

开坯机主传动系统自激振动分析

轧机主传动系统持续的自激振动将产生高频、高幅值的动载荷,使设备受到严重破坏。通过建立轧机主传动系统自激振动理论模型和现场实验研究,发现轧件与轧机之间＂打滑＂是诱发自激振动的主要原因。开坯机由于压下量大,造成＂咬入＂困难,应当采用车削方式加工轧辊辊身,以增大轧辊与轧件之间的摩擦系数。     

电力传动系统中非线性机电耦合振荡机理研究

为了进一步完善交直流调速技术,提高电力传动系统的调速性能,针对电力传动系统中存在的电机及拖动机械的耦合振动问题,分别从传动机构中的机械非线性与系统变流装置具有的电气非线性角度对系统中的非线性机电耦合现象进行了机理分析研究,这一结论为制定合理的振动控制策略奠定了可靠的研究基础.结果表明,内因和外因的相互作用是造成电力传动系统非线性机电耦合振荡的根本原因.     

基于动态轧制的串联热连轧机抑振研究

为抑制多机架热连轧系统的振动,以1 580 mm双机架热连轧机为研究对象,通过在机架间增建横梁串联相邻轧机F1,F2来改进其结构。根据F1,F2轧机的实际结构和轧制参数,采用集中质量法并通过添加轧件和张紧辊,建立双机架热连轧系统的动力学简化模型;在ANSYS中,以质量和弹簧单元构建轧机辊系,并以梁单元搭建机架和横梁,建立串联前后的双机架热连轧系统有限元模型,分析增建横梁对辊系振动特性的影响,且与现场实测数据进行对比验证。结果表明：相邻机架串联后,F1和F2工作辊垂直振动信号变化不大,而水平振动信号峰值分别降低了25.59%,23.65%,相应均方根分别降低了37.97%,15.98%,一定程度上抑制了工作辊系的水平振动,提高了轧机在轧制过程中的稳定性。仿真结果与实测数据基本一致,证明了串联热连轧机抑振方案的可行性。     

转矩波动下电动轮系统机电耦合振动特性

针对转矩波动下电动轮系统机电耦合振动问题,推导了d/q轴坐标系下考虑永磁体磁场谐波的永磁同步电机电磁转矩数学模型以反映轮毂电机转矩波动特征。基于电动轮扭转和纵向耦合振动方程分析了电动轮系统固有特性,考虑电流闭环的影响,并集成转矩模型和振动方程建立了电动轮系统机电耦合模型。基于机电耦合模型分析了耦合对转矩波动和系统振动特性的影响规律,结果表明:电机转子的转速波动在电动轮旋转模态频率处会对电机转矩波动产生负反馈削弱效果;机电耦合主要会改变电动轮耦合系统第三阶模态阻尼比进而影响振动特性,而且阻尼比随磁链的增加而线性增加,随电感的增加而下降直至趋于稳定。因此,合理选取轮毂电机电磁参数对抑制电动轮系统振动有一定的意义。     

磁悬浮列车车桥耦合振动研究

建立了磁悬浮列车-桥梁耦合振动的动力学方程,通过数值方法,求解磁悬浮列车通过桥梁时列车和桥梁的动力响应,分析了列车运行的平稳性和乘客的舒适性以及桥梁的动力特征,得到了磁悬浮列车轨下结构设计的有用结论。     

空间智能桁架的有限时间振动抑制控制

航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性.     

机电系统非平稳振动信号分析方法的研究

为了在非平稳状态下的机电系统故障诊断及趋势预测中合理地选择信号分析方法，对短时傅立叶变换、小波分析和希尔波特-黄变换这3种分析非平稳信号较为有效的方法进行了研究。通过对一个仿真典型信号的分析结果进行比较，验证了3种方法的有效性和各自特点，并分析了产生差异的原因，探讨了它们各自适合的应用场合。     

中跨斜拉桥拉索振动及其抑振研究

本文以风载下桥梁的抖振引起的拉索振动为研究对象,首先通过AN SY S进行实桥建模,用接近实际的单元来模拟拉索,并编程对拉索位于桥面端施以简谐位移激励,得到拉索在桥梁竖向抖振下引起的拉索最大振幅,最后通过对拉索施加阻尼器,得到油压阻尼器即能起到很好的抑振效果.     

基于自抗扰控制器的网络控制系统设计

网络控制系统具有很多不确定性,对控制器的鲁棒性设计提出了新的挑战。基于自抗扰控制技术设计出了具有较强鲁棒性的网络控制器。自抗扰控制器的设计独立于对象模型,在工程应用中具有较强的实用性。仿真结果验证了控制器的鲁棒性。     

自抗扰控制器的绝对稳定性分析

利用绝对稳定性方法分析自抗扰控制器,给出了其控制线性对象的稳定性的充分条件,详细讨论了一阶自抗扰控制器稳定的充分必要条件,最后针对一类可作第一近似展开的非线性控制对象,证明其稳定性取决于其第一近似线性对象．     

直接驱动系统中力矩扰动的抑制

针对直接驱动系统中转速容易受各种力矩扰动的影响,建立了电流、速度双闲环仿真系统,设计了速度环的自抗扰控制器.并加入了LuGre摩擦力矩、负载扰动力矩和电机波动力矩,仿真结果显示,自抗扰控制器比传统的PI算法有更好的扰动抑制能力.在有突加扰动力矩的情况下,转速恢复到设定值的时间仅为PI算法的5％;在速度过零点时,也能很好...     

用于直驱式机电作动器的PMSM自抗扰控制研究

基于永磁同步电机(PMSM)的直驱式机电作动器,要求电机位置控制精度高、鲁棒性强,且具有极高的抗负载冲击能力.针对以上需求,设计了实用的PMSM自抗扰控制器.首先,采用线性控制率实现误差反馈控制,并应用扩张状态观测器(ESO)估计交、直轴电流交叉耦合及电量参数摄动所引起的扰动以进行前馈补偿,实现id=0的矢量控制及交轴电流随动控制;然后,应用跟踪微分器安排位置响应的过渡过程,用ESO估计出系统状态及负载和摩擦转矩引入的总扰动,分别用于实现非线性状态反馈控制及扰动补偿,完成以交轴电流为内环的位置伺服控制.仿真及实验结果表明,PMsM自抗扰控制系统精度高,响应快速无超调,刚度大,算法本身计算量小,且易于工程实现,具备可行性.     

并联混合型有源电力滤波器的自抗扰控制策略

为了提高并联混合型有源电力滤波器性能,提出一种基于线性自抗扰的特定次谐波补偿控制策略。通过建立并联混合型有源电力滤波器的数学模型,结合自抗扰控制的特点,将三阶系统控制问题简化成一阶自抗扰控制问题。同时,设计了谐波电流跟踪的一阶线性自抗扰控制器和直流母线电压的双闭环自抗扰控制器。最后通过仿真对比传统比例积分(PI)控制,发现该策略使谐波电流跟踪稳定性更强,直流侧电压超调为0,有效抑制电流和电压冲击,补偿后电网电流谐波畸变率为1.26%。结果表明所设计的一阶线性自抗扰控制策略具有良好的跟踪和抗干扰能力,且算法简单,具有一定的工程应用价值。     

采用自抗扰控制器解决异步电动机调速系统参数鲁棒性问题

针对异步电动机难以建立精确的数学模型和采用PI调节器矢量控制系统参数鲁棒性差的问题,提出用自抗扰控制器控制异步电动机调速系统。自抗扰控制器不需要电动机的精确数学模型,通过扩张状态观测器估计电机模型中的耦合项及参数摄动等引起的总扰动并加以补偿,实现了磁链和转矩的完全解耦。在观测磁通的基础上,建立了无速度传感器矢量控制异步电机调速系统。仿真结果表明,此控制方案有较好的稳定性和很强的鲁棒性。     

基于反步法的板球系统自抗扰控制器设计

针对板球系统中存在的未知扰动、板与球之间的摩擦力等因素影响轨迹跟踪精度这一问题,研究了板球系统的自抗扰控制策略。首先建立板球系统的数学模型,通过适当简化、线性化与解耦得到线性模型;然后采用全程快速微分器对带有噪声干扰的输入信号进行滤波处理,进而设计高阶扩张状态观测器估计系统内部未知扰动;最后基于反步法设计非线性反馈控制器,并利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,改进的自抗扰控制器能够有效滤除噪声干扰,提高了轨迹跟踪精度。     

Application of Time Scale to Parameters Tuning of Active Disturbance Rejection Controller for Induction Motor

Active disturbance rejection controller (ADRC) has good performance in induction motor (IM) control system, but controller parameter is difficult to tune. A method of tuning ADRC parameter by time scale is analyzed. The IM time scale is obtained by theor     

轧机主传动系统扭振分析的主从自由度模型

使用主从自由度法实现轧机主传动系统中减速机高速端和低速端、齿轮机座主动轮和从动轮之间的连接,建立主从自由度模型计算某轧机主传动系统的固有频率、振型及其在咬钢冲击载荷作用下的响应扭矩,并与分支式模型所得结果进行比较.     

基于改进灰狼优化算法自抗扰控制器在火电燃料控制系统中的应用

针对火电厂燃料控制这一非线性、滞后性、强干扰的被控对象,设计基于改进灰狼优化算法的自抗扰控制器。对燃料控制系统不同工况进行了阶跃仿真实验、扰动测试、鲁棒性测试以及变工况实验。实验结果表明,相较于传统比例-积分(PI)控制器和专家经验整定的自抗扰控制器,改进灰狼优化算法的自抗扰控制器可以实现燃料量的快速、稳定调节,在抗扰动及变工况过程中有较好的控制效果,具有较强的鲁棒性。