重型车辆轮桥模拟加载系统的解耦控制

针对重型车辆轮桥模拟加载系统,建立了数学模型方块图,以此仿真分析了液压耦合和机械耦合对系统控制性能的影响。为了减低或消除这种耦合影响,在系统中加入特定的解耦控制元件,实现了二次调节模拟加载系统的解耦控制,使各子系统成了接近完全独立的控制系统,有效地消除了耦合的不利影响,使系统的控制性能得到了显著改善。所采用的解耦方法,为实现二次调节模拟加载试验台的解耦控制、进一步提高整个试验台的工作性能,提供了一种有效的途径。     

采煤机截割部加载试验台解耦控制

针对传统采煤机截割部加载试验台能耗大、结构复杂、技术要求高等问题,设计了一种基于二次调节技术的液压封闭式加载试验台。根据试验台的结构建立了数学模型。利用Matlab软件对系统的工作特性进行了仿真研究。仿真结果表明试验台驱动系统和加载系统的机械耦合会影响系统的控制精度。为了消除机械耦合对系统性能的影响需要进行解耦控制。根据系统模型求解解耦元件,并进行解耦仿真与试验研究。结果表明,加入解耦元件后机械耦合对系统的不利影响显著降低,解耦方法可行。     

基于二次调节的车辆轮桥加载系统的解耦控制策略研究

基于二次调节的车辆轮桥模拟加载系统,通过对控制系统的分析可知,由于其转速控制系统和转矩控制系统间存在较强耦合作用,主要包括机械耦合和液压耦合,如果不对系统进行解耦,这些耦合干扰会使系统的控制精度明显降低,严重地影响着系统的控制性能。为了消除子系统间的耦合干扰,本文提出了两种解耦方法。方法一是在系统中加入解耦元件,通过求解解耦元件实现系统的解耦控制;方法二是在系统中加入鲁棒补偿器,通过鲁棒控制进行解耦。仿真结果表明:利用解耦元件的解耦控制对机械耦合具有很好的解耦效果,但对液压耦合不起作用;鲁棒解耦控制,对机械耦合和液压耦合都具有很好的解耦效果。     

变速器动态模拟试验台解耦控制方法研究

对变速器试验台动态加载过程中转速与转矩相互耦合的问题进行了研究。建立了系统耦合影响的数学模型,分别分析了电磁耦合和机械耦合对系统控制性能的影响,在电磁耦合和机械耦合环节加入解耦补偿控制模块,实现了变速器动态模拟试验台控制系统的解耦。通过对被试变速器一档、三档和五档工况解耦前后的仿真结果分析,验证了解耦方法的有效性,提高了系统动态模拟的控制精度和响应速度,是实现变速器工况模拟试验台高动态控制的有效尝试。     

工程机械车辆液压底盘二次调节模拟加载试验台的解耦控制

针对工程机械车辆液压底盘模拟试验台中驱动系统的转速控制子系统与加栽系统的转矩控制子系统的耦合问题，分析其对整套系统控制性能的影响。结合本试验台的特点，设计了一个基于单神经元PID控制的解耦网络，并给出了网络构造的全过程。实验以及仿真研究结果表明，通过在控制系统中加入特定的解耦网络，实现了驱动系统的转速控制子系统与加载系统的转矩控制子系统间的动态近似完全解耦，使两个子系统近似成为独立的控制系统，从而使系统的控制性能得到明显改善，为实际调试工作奠定了基础。     

二次调节加载系统模糊解耦控制研究

二次调节加载系统要求具有输出稳定转矩与转速的能力,但二次调节加载系统是一个非常复杂的机电液耦合系统,受外界负载扰动影响,输出转矩与转速极容易波动。针对这一问题,在综合考虑系统液压与机械结构特点基础上,建立了二次调节加载系统数学模型。设计出了模糊解耦控制器,通过对角解耦方法实现了系统转速部分与转矩部分的解耦。设计了模糊控制器实现了系统转速与转矩的高精度控制。仿真分析验证了该模糊解耦控制器能有效控制系统输出转矩与转速。     

二次调节静液传动技术在工程机械磨合试验台中的应用

分析了二次调节静液传动技术的原理,并介绍了工程机械磨合试验台的结构特点。重点分析了二次调节静液传动技术在工程机械磨合试验台中的模拟加载原理及控制过程。实践表明二次调节模拟加载非常适合工程机械磨合试验台。     

基于二次调节技术的抽油机光杆密封试验台设计研究

与传统抽油机光杆密封模拟试验台相比,基于二次调节技术的抽油机光杆密封模拟试验台在能量回收利用、系统效率等方面体现出一定的优势。基于二次调节技术的抽油机光杆密封模拟试验台通过控制二次元件实现了光杆运动速度的无级调节。系统下冲程时,液压泵处在卸荷工况,避免了系统功率浪费,试验台通过二次元件和蓄能器的结合使用实现了液压缸、光杆及光杆所受负载重力势能的回收利用,极大提升了系统的效率。     

耦合电压对高速电主轴动态性能的影响

针对高速电主轴动态模型中耦合电压的非线性变化对主轴动态性能所产生的影响,通过对比前馈控制和内模控制(Internal model control,IMC)的电压解耦机理,指出IMC能够避免前馈控制时电压解耦效果依赖主轴模型参数与实际参数相匹配的不足,并利用170MD15Y20油雾润滑型电主轴和Matlab/Simulink软件分别对两种控制方法进行试验和仿真分析.结果表明,主轴的耦合电压主要受频率和转矩电流变化的影响,改变磁链子系统和转矩子系统的给定电压、以及耦合回路中无功功率在输入功率中的比例,不仅可以对主轴的功率因素、输出转矩、抗扰动能力和动态速度跟随精度等特性参数产生影响,而且使主轴的转矩脉动程度、带负载能力和转差率等随耦合电压的大小成反比例变化.因此可以根据包含上述特征信息的机械特性曲线、功率因素曲线和恒转矩曲线的变化趋势,准确判断高速电主轴的解耦效果,并预测主轴在该控制方式下的动态性能.     

次级调节液压加载试验台的解耦

次级调节液压加载实验台是基于次级调节原理设计而成的，它主要包括转速控制和扭矩控制两个组成部分，两者之间刚性连接，存在着严重的耦合现象。对系统的工作原理进行了详尽的分析，并对系统的耦合现象进行了研究，采用耦控制理论对加载系统进行解耦，经过仿真研究，收到了良好的效果。现实证明，加载系统的耦合现象可以通过解耦方法来消除。     

基于LabVIEW袖变频技术的阀控式液力偶合器试验系统

依据阀控式液力偶合器工作特点,构建了基于LabVIEW和变频技术的试验系统,用于综合测定和分析阀控式液力偶合器的性能质量。阐述了阀控式液力偶合器试验系统的原理、组成、功能及特点,构建的基于LabVlEW和变频技术的试验系统包括变频驱动子系统、控制子系统和测试子系统,可实现阀控式液力偶合器的性能测试、运行状态的实时监测和运行过程的自动控制0应用LabVlEW软件编制的虚拟仪器测控平台,可实现数据的实时采集、处理、显示和记录。对分析阀控式液力偶合器的性能、提高阀控式液力偶合器的质量,以及应用阀控式液力偶合器的设备和系统的安全运行,都起到了积极的促进作用,具有十分重要的意义。     

输入转矩对驱动桥系统动力学特性的影响

在驱动桥系统中,滚子轴承是连接轴系与壳体的关键部件,其刚度具有各向耦合性和非线性特性,且与输入转矩有关。为准确高效地分析输入转矩对驱动桥系统动力学特性的影响,基于非线性轴承理论、有限元法和模态综合方法,建立包含主减速器总成、差速器总成、轮毂总成和桥壳等部件的完整驱动桥系统动力学分析模型,根据输入转矩大小的不同,定义轻载、中载和重载三种典型工况,分别计算各工况下的非线性轴承刚度,分析轴承刚度随输入转矩大小变化的特点,对驱动桥系统进行单位谐波传动误差激励下的动力学分析,研究输入转矩对驱动桥系统动力学特性的影响,分析不同工况下准双曲面齿轮动态啮合力的频响特性。计算结果表明,驱动桥系统动力学特性随输入转矩大小变化具有一定规律,能有效指导驱动桥系统的减振降噪设计,避开危险工况。     

重型车辆走－停巡航系统的干扰解耦控制

根据低速行驶工况下重型车辆的加/减速度响应特性,建立融合被控车辆及车间动力学特性的巡航系统非线性动力学模型。在此基础上采用非线性输出干扰解耦原理,将控制目标值（车间相对距离、速度）从系统的前导车加/减速度干扰中完全解耦出来,并实现非线性系统的线性化;基于此解耦线性化子系统,设计一种改进的走－停自适应巡航控制系统。该系统不但能够保证控制目标值取得良好的动态响应特性,而且能够实现对前导车加/减速干扰的全局解耦,可提高系统的鲁棒性,仿真计算验证了控制效果。     

全永磁驱动带式输送机控制策略及动力学行为

针对传统异步电机驱动和液压绞车张紧带式输送机存在的传动效率低、运行维护困难、张紧响应慢等问题,设计了一种集永磁电机直驱与永磁张紧于一体的全永磁驱动带式输送机,制定了全永磁驱动系统矢量控制策略与机-电耦合动力学模型;利用Matlab/Simulink建模仿真与煤矿井下现场试验相结合的方法,研究了全永磁驱动带式输送机在空载启动、满载启动、变载运行等工况下的矢量控制策略与机-电耦合动力学行为。结果表明：全永磁驱动带式输送机在多种工况下均能实现转矩与转速的快速响应和动态调节,具有良好的动态特性;多台电机间可维持功率平衡与同步传动,具有较强的抗干扰能力;永磁张紧装置可以实现张紧力动态调节,有利于提高带式输送机驱动效率、张紧响应速度以及整机协调可控性;全永磁驱动系统可实现对带式输送机的智能驱动与动态张紧,在机-电耦合动力学行为仿真试验与现场试验中得到的电机动态特性规律基本一致,表明其可满足煤矿井下带式输送机实际工况需求,具有较高的推广应用价值。     

宽带钢冷连轧机综合耦合模型的建立与分析

宽带钢冷连轧过程中,板形、板厚和张力控制之间存在着很强的耦合关系,相互影响对方的调节功效。为了进一步提高控制精度,进行解耦设计实现解耦控制是十分有效的手段,而其前提和基础就是冷连轧机综合耦合模型的建立和分析。首先,运用轧制理论对轧制过程中板形、板厚和张力控制的各种影响因素进行了系统的分析,然后考虑执行内环的动态特性建立冷连轧机综合耦合模型,以定量地描述轧制过程中辊缝、弯辊力、本架轧辊速度、前架轧辊速度和出口厚度、出口凸度、出入口张力之间的耦合影响关系。最后,基于Matlab/Simulink工具,采用此耦合模型对某冷连轧机末机架的耦合特性进行仿真分析,指出对其进行解耦控制的必要性。     

基于干扰观测器的龙门机床双驱系统的同步控制

根据动梁式龙门机床双驱动系统的结构特点及运动特性,基于拉格朗日方程,建立了龙门机床两轴之间的机械耦合模型,结合传动系统动态模型和伺服系统三闭环控制结构,得到了龙门机床双驱动系统模型;为了降低非对称结构和偏心负载等干扰对同步性能的影响,提高系统的抗干扰性,提出了一种基于干扰观测器（DOB）的双驱动系统同步控制方法;最后进行了仿真分析,仿真结果表明,通过干扰观测器对干扰进行补偿后,龙门机床双驱动系统的同步性能得到了明显的提高。     

Modal space three-state feedback control for electro-hydraulic servo plane redundant driving mechanism with eccentric load decoupling

The shaking table based on electro-hydraulic servo parallel mechanism has the advantage of strong carrying capacity. However, the strong coupling caused by the eccentric load not only affects the degree of freedom space control precision, but also brings trouble to the system control. A novel decoupling control strategy is proposed, which is based on modal space to solve the coupling problem for parallel mechanism with eccentric load. The phenomenon of strong dynamic coupling among degree of freedom space is described by experiments, and its influence on control design is discussed. Considering the particularity of plane motion, the dynamic model is built by Lagrangian method to avoid complex calculations. The dynamic equations of the coupling physical space are transformed into the dynamic equations of the decoupling modal space by using the weighted orthogonality of the modal main mode with respect to mass matrix and stiffness matrix. In the modal space, the adjustments of the modal channels are independent of each other. Moreover, the paper discusses identical closed-loop dynamic characteristics of modal channels, which will realize decoupling for degree of freedom space, thus a modal space three-state feedback control is proposed to expand the frequency bandwidth of each modal channel for ensuring their near-identical responses in a larger frequency range. Experimental results show that the concept of modal space three-state feedback control proposed in this paper can effectively reduce the strong coupling problem of degree of freedom space channels, which verify the effectiveness of the proposed model space state feedback control strategy for improving the control performance of the electro-hydraulic servo plane redundant driving mechanism.     

基于关节空间模型的并联机器人耦合性分析

6自由度液压驱动并联机器人分为机械和液压两个子系统,这两个子系统可以分别建模为多刚体动力学和液压系统动力学。根据这两个子系统间存在的双边耦合关系,建立6自由度并联机器人操作空间整体动力学模型。通过雅克比变换,将操作空间动力学模型映射到关节空间,从而导出并联机器人关节空间动力学模型。利用该模型对几种典型位姿下并联机器人通道间的耦合性进行分析。分析结果表明,在整个操作空间中,并联机器人通道间存在严重的耦合,而且这种耦合作用随着并联机器人的位姿变化而发生变化,并将直接影响单通道系统的负载惯量特性,给并联机器人控制带来困难。