基于ANSYS的工业机器人PMSM转矩波动抑制技术

针对当前PMSM控制技术在抑制PMSM转矩波动的过程中,容易受到磁链波动的影响,导致输出绕组电流范围较小,PMSM转矩波动抑制效果差的问题,提出了基于ANSYS的工业机器人PMSM转矩波动抑制技术;通过分析工业机器人机械臂模态结构和静力模型,设计封闭曲柄差动轮系的摆线针轮减速器的传动装置,利用腕部驱动结构,实现工业机器人转动和直线升降运动;分析PMSM转矩波动惯量及力矩,根据PMSM工作流程,为PMSM提供稳定的交流电流;通过构建PMSM数学模型,运用ANSYS有限元分析软件中宏命令,确定磁链矢量方向及定子同步旋转坐标系,对PMSM电机电磁转矩、磁链和转动力矩进行计算,结合转矩方程抑制波动,通过引入负载角改善电机运行性能,实现PMSM转矩波动抑制;实验结果表明,基于ANSYS的工业机器人PMSM转矩波动抑制技术抑制后最高输出绕组电流为24 A,最低为-22 A,与理想输出结果一致,能够有效增大输出绕组电流范围,具有较好的PMSM转矩波动抑制效果.     

基于数控技术的磁流变液性能测试

在磁流变液性能测试实验中,我们需要通过采集一系列数据来察看不同条件下的磁流变液的工作性能。本文采用数控技术,改变电机的转速并且实时采集电机工作转矩等数据进行反馈,进行磁流变液的性能试验。通过本文的方法,可以方便、连续地调整参数。     

基于DSP的直线感应电机模糊矢量控制系统研究

针对直线感应电机强耦合、多变量、非线性、时变的控制特点,将模糊控制策略应用到转差频率直线感应电机矢量控制系统中;建立了计及端部效应的直线感应电机等效数学模型,设计了基于DSP的直线感应电机模糊控制系统的软硬件,采用磁链开环、速度和电流闭环的矢量控制系统,对速度模糊控制器进行了设计;对直线感应电机在起动和负载情况下的动态特性进行了仿真实验,结果表明:采用模糊控制实现的直线感应电机转差频率矢量控制系统比具有基本数学模型的传统PI控制系统具有更强的鲁棒性。     

基于磁流变液的柔性机器人振动控制阻尼器

提出了一种基于磁流变液的振动控制阻尼器,实现对柔性机器人关节振动的半主动控制．利用磁流变 液在磁场作用下固液转换的快速、连续、可逆性能,提出了一种阻尼力连续可调的振动控制阻尼器的设计方法,建 立了其动力学模型,分析了其性能并将其应用于移动防化机器人上,建立了机械手肩关节振动模型并对振动衰减进 行了仿真分析．最后,研制了样机并进行了振动控制实验,实验结果验证了所提方法的有效性．     

基于非线性PID的柔性两轮机器人运动控制

柔性两轮机器人是一种不稳定、非线性、强耦合系统。该系统的突出特点是在机器人的腰部装有柔性的机体结构,能够更好地模拟人和动物的生物动力学特性,具有更好的仿生性质,同时,系统的控制难度显著增大,为使机器人能够平衡直立运动,且具有较强的鲁棒性,提出了非线性PD的姿态平衡控制方法,实现了机器人的姿态平衡,并同时设计了PID航向差动控制结构驱动左右轮电机,使机器人能够完成直线行进、自旋、环绕等多种运动平衡模式。实验结果表明,机器人具有优良的平衡能力和机动性能,从而验证了方法的有效性。     

基于角度对称性调节的蛇形机器人路径跟随方法

为了控制蛇形机器人在摩擦系数未知的地面上跟随期望路径,提出基于角度对称性调节的路径跟随方法.根据运动学分析可知,若关节角度对称变化,则机器人运动方向不发生改变;否则,其运动方向可以发生改变.基于该思想,在力矩控制中设置一个参数,可根据目标点与机器人的位置进行调节,并控制关节角度的对称性.将目标点设置在期望路径上,并且随着机器人的运动,目标点沿着期望路径不断地更新.当机器人没有沿着期望路径运动时,方向参数呈不对称变化.通过负反馈控制使其不对称程度减小直至消失,从而使机器人沿着期望路径运动.最后在不同未知摩擦系数的地面上进行了仿真,得到的轨迹和误差结果显示机器人能够根据期望路径调整运动方向,说明该方法不仅能跟随期望的直线和曲线路径,而且可以在发生侧滑时完成路径跟随任务.     

用IGA优化的直流电机的仿人智能控制

讨论了当前足球机器人运动控制系统的控制算法对足球机器人运动性能的影响。在分析了足球机器人运动控制系统组成和电机数学模型的基础上,对足球机器人运动控制器采用多模态控制的仿人智能控制（Human-Simulated Intelligent Control,HSIC）算法,利用改进的遗传算法（Improved Genetic Algorithm,IGA）对仿人智能控制器参数进行优化。通过与目前普遍采用的常规PID控制器作对比实验,表明采用IGA参数整定后的HSIC控制器对电机具有更好的控制品质,并改善了足球机器人的运动性能。     

车用磁流变液离合器设计及性能仿真

研究汽车磁流变液流变特性和磁流变液离合器原理,为了提高系统的速度特性、稳定性和调节的自动性能,建立了圆盘型磁流变液离合器传递力矩模型,基于模型设计了适用于小型汽车的磁流变液离合器.建立了基于磁流变液离合器的汽车传动系统动力学模型,采 用模糊控制对汽车起步时该离合器的结合过程进行仿真,结果表明:磁流变液离合器的传动力矩够满足小型汽车的传动要求;所设计的磁流变液离合器在起步过程中接合平稳,节气门开度和开度的变化率性能均可满足要求,为设计提供了依据.     

蜿蜒步态下的蛇形机器人路径跟踪控制研究

在面向灾区救援等针对蛇形机器人蜿蜒运动的直线路径跟踪效果差的问题,本项目提出基于滑模控制理论的方向控制器,有效收敛了蛇形机器人在稳态时的运动误差。针对蛇形机器人头部晃动影响头部传感器获取有效数据的难题,创新地提出基于补偿函数的头部控制方法,使得蛇头的运动方向与蛇身整体的运动方向一致,保证了蛇头相机拍摄的可读性和传感器测量的准确性,便于机器人准确地感知环境,确保在转弯时机器人整体呈蛇形曲线。     

冲击载荷下磁流变阻尼器结构优化设计

应用于火炮反后坐装置中的磁流变阻尼器工作在高冲击、高速环境下,对磁流变阻尼器的设计指标和性能提出了更高的要求.针对冲击试验中,磁流变阻尼器表现出的阻尼力可调动态范闱的不足,利用Herschel-Bulkley的磁流变液非线性结构特性的平行平板恒流模型,采用多目标规划方法,提出了火炮反后坐装置应用中的磁流变阻尼器优化设计方法.最后分析了磁流变阻尼器磁路设计准则,结合优化设计尺寸,对阻尼器活塞磁场进行了有限元分析.结果表明,磁流变阻尼器阻尼通道处能产生足够大的磁场强度且分布均匀.