基于逆系统解耦的电磁轴承飞轮转子系统二自由度控制

针对电磁轴承高速飞轮转子系统的振动抑制问题,提出了一种基于逆系统解耦和改进型二自由度控制的方法。首先采用逆系统方法对电磁轴承飞轮转子系统进行解耦,将非线性、强耦合的电磁轴承飞轮转子系统解耦为四个彼此独立的子系统,再用改进型二自由度控制器对解耦后的子系统进行整定,使控制系统的设定值跟踪及外扰抑制特性能够分别调节,并通过速度观测器获取阻尼控制信号,增强系统的抗噪声能力。从理论上分析了所提出控制算法的稳定性、设定值跟踪性能及鲁棒性,并对其性能进行了仿真和实验验证。结果表明,该文提出的控制算法能够使飞轮转子稳定悬浮并有效抑制其振动,具有稳定性好、鲁棒性强、抗噪声能力强等优点。     

抑制油膜振荡的在线电磁执行器应用分析

油膜振荡是大型发电机组常见的振动原因之一。本文主要通过简述油膜振荡发生的过程,指出影响油膜振荡的原因,对比常规的防止油膜振荡方法,介绍了一种新的措施——非接触式在线电磁执行器,对其应用前景进行了分析。     

改进LuGre模型的电磁直线执行器自适应鲁棒控制

为提升电磁直线执行器在动态摩擦力下的跟踪性能与干扰抑制性能,提出基于改进LuGre模型的电磁直线执行器自适应鲁棒控制方法。建立考虑改进LuGre动态摩擦力的高功率密度电磁直线执行器动力学模型,通过非线性观测器来估计动态摩擦模型的不可测内部状态,参数自适应用于减少参数不确定性的影响,设计结合摩擦补偿自适应控制律、稳定反馈和鲁棒控制的自适应鲁棒控制方法,并证明该方法的稳定性;基于皮尔逊相关系数研究控制参数对性能的影响规律,对比分析不同控制算法下电磁直线执行器的运动控制性能以及抗干扰能力。仿真与试验结果表明：非线性增益k_s1与k_s2是影响控制性能的关键参数,提出的自适应鲁棒控制方法与鲁棒控制以及PID控制相比,在提升控制精确度前提下,响应迅速,能够有效克服非线性摩擦力、系统参数不确定性和外界扰动的影响。     

矿井10 kV高压永磁直驱电机电磁设计及分析

为了有效降低矿井用10kV集中绕组式高压永磁直驱电机的质量和体积、永磁体的涡流损耗,提高电机的转矩密度和散热能力,基于有限元法对电磁方案进行优化设计,计算了电机的空载特性和负载特性。对样机进行性能指标验证,结果表明有限元分析与试验结果基本一致,验证了电磁设计方案的正确性,为此类电机的优化设计提供了参考。     

永磁同步电机调速系统的一种新型二自由度控制器

在永磁同步电机调速系统中,基于扰动观测器的传统二自由度控制系统对阶跃输入的跟踪性能与其抗扰性能之间存在耦合,因此控制器的参数整定过程比较复杂。提出了一种新型二自由度控制器。这种新型控制器利用更高一阶的扩张状态观测器取代传统控制器中的扰动观测器,同时对转速和扰动转矩进行观测。利用观测的转速和扰动转矩分别作为反馈量和前馈补偿量,从而实现系统跟踪性能与抗扰性能的完全解耦,进而简化控制器的参数整定过程。最后通过实验验证了所提方法的有效性和实用性。     

交流伺服系统的二自由度内模控制

基于内模控制理论 ,针对交流伺服系统提出了一种二自由度PID控制方法。所设计的二自由度PID控制器 ,仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关。理论分析和仿真实验结果表明 ,该控制器可以使系统同时具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能和鲁棒性。     

两自由度直驱感应电动机的特性分析

两自由度直驱感应电动机的实心铁磁圆柱结构转子的涡流场和磁场分布非常复杂,造成电机特性计算比较困难。采用"透入深度法"建立两自由度直驱感应电动机的数学模型并对其进行特性分析。通过建立两自由度直驱感应电动机的有限元模型进行仿真验证和特性分析。解析法与有限元法结果的对比结果较为吻合,表明透入深度法应用于两自由度直驱感应电动机的合理性。对于旋转-直线电机的设计、研究和应用具有重要的参考价值。     

二自由度步进电动机的设计

介绍了正交结构二自由度电动机的设计,并应用"齿层比磁导法"对其进行了齿层磁场分析和磁网络计算.计算结果表明,电机参数的设计符合技术要求.     

二自由度控制交流调速系统的鲁棒性改进

分析了二自由度控制交流调速系统的鲁棒性 ,指出将滑模变结构控制引入该系统的必要性。理论分析与仿真结果表明将二自由度控制和滑模变结构控制相结合能使系统具备更为优良的性能 ,特别是能明显增强系统的鲁棒性能。     

低速直驱永磁同步电动机的电磁设计

以陶瓷球磨机用低速直驱永磁同步电动机为例,建立了基于Ansoft Maxwell 2D的有限元仿真模型,计算分析了电机的磁场分布、空载反电势、气隙磁密和最大转矩等参数。将仿真结果和试验结果进行对比分析,为此类电机的电磁设计提供参考。     

基于模糊神经网络的二自由度内模控制

针对工业控制领域具有代表性的过程控制对象,设计了一种二自由度内模控制器,可以同时独立地调节日标值跟踪特性、干扰抑制特性和鲁棒性.并提出了一种基于模糊神经网络的二自由度内模控制参数在线智能整定方法.理论分析和仿真结果表明,所提出的方法设计简单、参数凋整方便,可以使系统同时具有良好的目标值跟踪特性、干扰抑制特性和鲁棒性.     

直驱式高效节能复式永磁电机的研发与应用

一种直驱复式三维永磁电动机,它充分利用了电机的三维空间,通过三个驱动单元合力输出力矩,从而使电机能够高功率密度输出和高效率运行。由该电机的输出端与抽油杆直接连接抽油,无需传统抽油机中庞大的游梁、驴头、连杆、齿轮减速箱及皮带轮等,其系统效率要比传统游梁式提高60%以上。对直驱式高效节能复式永磁电机的研发背景、意义,复式永磁电机的基本原理、结构形式及其在油田所产生的明显经济效益作一简单介绍。     

一种诊断电动执行器恒增益故障的新方法

针对电动执行器的恒增益故障难以诊断的情况,通过分析其主要组成部分变送器的工作原理,得出结论：变送器中电位器阻值的变化是导致执行器恒增益故障的主要原因。为确定电位器阻值设计了以伺服放大器专用调试实验箱为平台的试验电路,并由试验数据得到了电动执行器数学模型的拟和函数,为判断故障提供了依据。在此基础上,设计了实时测量并显示变位器阻值的电路,该电路可以测量2000 Ω以内的电阻阻值,并且实现简单、实时性能好,为迅速诊断和排除电动执行器的恒增益故障节省了时间。     

一种新型圆柱形多自由度超声电机驱动电路研究

根据圆柱形多自由度超声电机的工作原理和特点,设计了一种新型驱动电路分析了其原理和特性.驱动电路特点是:用积分电路代替微分电路,消除了幅值和相位的耦合,较好地满足了电机驱动和控制的要求,有一定实用价值.     

基于二自由度预测模型的软扭矩控制方式

针对软扭矩控制方法在控制钻杆钻井过程中难以预测角位移和角速度的情况,提出一种基于二自由度预测模型的软扭矩控制方式.该方法采用扭摆模型来分析非线性振动规律,建立钻杆钻进方程,利用钻杆在不同位置转动惯量的不同,将三自由度钻柱模型简化为二自由度钻柱模型,并将两种模型在模拟数据中进行比较.实验表明,该软扭矩控制方法方式可以简化...     

基于二自由度的双馈风力发电系统并网控制策略

控制系统调节器的设计直接影响了整个双馈风力发电系统的动态性能和稳态性能,甚至整个电力系统的稳定性。针对双馈风力发电系统一般将其内环整定为Ⅰ型系统时其抗扰性能不佳的缺点,并且结合Ⅰ型系统动态响应较快、超调较低的特点,提出了基于二自由度的电流内环Ⅱ型系统的设计方法,在对系统的快速性能和抗干扰性能进行折衷考虑下,对系统在不同自由度系数情况下的过渡过程进行了仿真分析,通过合理选择自由度系数,在较大地增强了系统抗干扰性能前提下,降低了系统的超调量。最后在实验室11kW双馈风力发电系统平台上进行试验,结果表明,提出的基于二自由度的双馈风力发电并网控制策略提高了系统的抗干扰性,同时系统还具有较快的动态响应性能,解决了系统并网电流产生低频振荡的问题,验证了理论分析和控制策略的有效性。     

基于模糊自整定二自由度PID控制的单相SPWM逆变电源研究

针对逆变电源系统,提出了一种模糊自整定二自由度PID控制器的设计方案。该方案能够克服系统参数摄动或外界扰动对系统造成的影响,使系统的鲁棒性和抗扰性均得到明显的改善。将逆变电源分别接阻性负载、突加负载和非线性负载进行仿真研究,可以看出输出电压波形具有较低的THD值,同时还获得了良好的稳态和动态特性。     

一种数字化多自由度大功率微弧氧化电源的研制

分析了传统的氧化电源在镁合金、铝合金表面处理应用中存在的主要问题,提出了一种应用于镁合金、铝合金微弧氧化的数字化多自由度大功率的双极性不对称脉冲电源。介绍了其工作原理、控制方法、主要结构、试验结果以及现场应用情况。