磁悬浮球系统控制器的分析设计

从磁悬浮球的物理模型出发,建立了磁悬浮球系统的线性化数学模型,在模型分析的基础上,对控制策略进行了分析与研究.重点介绍了通过积分分离和微分先行两种方法对PID控制器进行优化设计的方案.仿真研究表明,所设计的控制器较好地满足了系统的要求.     

基于神经网络的磁悬浮球自适应控制器

建立了磁悬浮球系统的数学模型,讨论了系统的刚度阻尼和控制系统之间的关系。利用神经网络的学习功能在传统比例积分微分（PID）控制器的基础上构建了一种自适应PID控制器。用于磁悬浮球控制系统。实验结果表明,控制器结构简单,易于工程实现,可以实现磁悬浮球的稳定悬浮,并且系统具有快速响应性和良好的抗干扰性。     

主动电磁悬浮球系统的H_∞控制器

针对主动电磁悬浮球系统的鲁棒性问题,探讨了H∞控制器在该系统上的应用。首先建立了主动电磁悬浮球系统的线性化数学模型;然后对应H∞混合灵敏度框架,重点介绍了3个加权函数的双重意义及其对系统特性的影响,说明了H∞控制器的设计方法;并对一套实际系统设计了H∞控制器,对系统的性能进行了仿真和实验研究。研究结果表明,基于H∞控制器的主动电磁悬浮球系统具有较高的抗干扰性能和鲁棒稳定性。     

磁悬浮振源测试技术

构建了磁悬浮球系统模型,通过实测磁悬浮球受力参数推导了磁悬浮球动力学方程,该方程与质量-弹簧系统的动力学方程都可实现振动测量.利用磁悬浮振动测试系统测得受振体的振动并利用最小二乘拟合法得到最大振动强度的方向,由此得到振源的方向.通过两组磁悬浮振动测试系统得到振源的位置,推导了平面振源的二维坐标表达式.试验表明,磁悬浮振源测试系统的二维振源测试结果与实际振源位置相吻合.最后,推导了立体空间振源的三维坐标表达式.     

PID控制器在磁悬浮球系统实验中的应用

设计了一个PID控制器对实验室已有的磁悬浮球系统进行了改进,通过对PID控制器参数的调整,来优化磁悬浮球系统的稳态及动态性能。     

磁悬浮振动测试系统的混沌运动

磁悬浮振动测试系统在一定条件下存在混沌运动,直接影响系统正常工作.为了解磁悬浮振动测试系统的混沌特性,推导了磁悬浮球运动的动力学方程,并建立了磁悬浮振动测试系统的仿真模型.在光电增益、控制电路电压增益、电流增益和磁力系数不变的情况下,通过改变磁悬浮球控制系统微分参数、光电位移传感器安装位置和磁悬浮球初始位置项对振动测试系统的混沌运动特性进行了研究,得出了产生混沌的边界条件,最后得出了系统的最优参数.实验结果表明,在最优条件下,系统能够达到稳定工作.     

基于磁悬浮效应的三维振动测量

设计了磁悬浮球系统模型,测量一定电流下磁悬浮球位移与受力得到磁悬浮球的电磁力表达式,推导了磁悬浮球运动的动力学方程.实测中磁悬浮球模型壳体与被测振动体刚性连接,通过光电传感器测出磁悬浮球与壳体的相对位移得到三维被测振动信号.通过标准振动台实测验证,小于120 Hz的最大绝对误差为±0.3 Hz,相对误差为±1.5%～±0.25%,120 Hz～5 kHz的最大绝对误差为±1Hz,相对误差为±0.83%-±0.02%.由于磁悬浮球悬浮于空中,灵敏度高,具有良好的频率响应特性,磁悬浮球运动各向同性,不存在因粘贴传感元件带来的极间耦合问题,与传统多维振动测量方法相比较该方法具有独特的优势.     

磁悬浮振源测度技术

构建了磁悬浮球系统模型,通过实测磁悬浮球受力参数推导了磁悬浮球动力学方程,该 方程与质量 弹簧系统的动力学方程都可实现振动测量。利用磁悬浮振动测试系统测得受 振体的振动并利用最小二乘拟合法得到最大振动强度的方向,由此得到振源的方向。通过两 组磁悬浮振动测试系统得到振源的位置,推导了平面振源的二维坐标表达式。试验表明,磁 悬浮振源测试系统的二维振源测试结果与实际振源位置相吻合。最后,推导了立体空间振 源的三维坐标表达式。     

基于非线性模型下磁悬浮球系统控制策略

对磁悬浮技术的研究,最简单的要属单自由度磁悬浮球系统,而磁悬浮控制系统中最重要的部分,要属控制器的组成,控制器的性能直接影响到磁悬浮产品在实际中的应用。本文在理论上建立了控制系统的非线性数学模型并采用Simulink对非线性控制系统进行PID控制、极点配置加PI修正两种控制方法进行了仿真研究及各种扰动下的仿真分析,对研究非线性控制的策略具有重要意义。     

磁悬浮球的H∞控制研究

设计了一种磁悬浮球实验系统，建立了磁悬浮球的控制模型。基于H∞混合灵敏度控制理论，研究了加权阵的选取规律和方法，设计了磁悬浮球的H∞鲁棒控制器。开发了功率驱动系统和光电位置检测系统，并用DSP系统实现了H∞控制算法。仿真分析和实验结果表明：该磁悬浮系统具有较高的控制精度和鲁棒性，解决了磁悬浮系统中的建模精度低，外界干扰难以避免等棘手问题。     

基于人工神经网络的激光涂层多冲疲劳性能预测模型的研究

运用人工神经网络技术,采用激光涂层多冲碰撞寿命试验数据和专家数据相结合,以涂层材料、基体材料、涂层厚度和应力水平为输入因子建立疲劳寿命的预测模型。该模型精度较高,并在此基础上可建立完整的激光涂层多冲性能预测模型。     

A model for the prediction of the forces at the glenohumeral joint

The design, validation, and application of a three-dimensional musculoskeletal model of the upper limb is presented here, for the study of joint, muscle, and ligament forces during selected tasks of daily living. Much of the model was constructed using data gathered from real cadavers, including the extensive 'visible human' data set, together with information gathered from published post mortem studies on cadavers. Validation was carried out through comparison of model outcomes with available data in the literature. The model was then used to examine the glenohumeral joint loading during ten previously selected activities of daily living. The predicted glenohumeral joint contact forces during everyday activities were found to range from 23 to 75 per cent body weight. A linear regression method for estimating the joint load from externally measured kinetics was developed, giving a 95 per cent confidence interval in predicted joint forces of 8 per cent body weight. The model presented here, namely the Newcastle shoulder model, provides a basis for future studies into biomechanical problems relating to the understanding of musculoskeletal pathology and implant design and performance.     

基于预测误差法的加速度传感器动态模型参数辨识

加速度传感器动态模型对研究与分析加速度传感器的动态特性与动态误差补偿具有重要作用。针对加速度传感器动态模型的参数辨识,提出了一种基于预测误差法的加速度传感器动态模型参数辨识方法,该方法将加速度传感器的状态空间模型转化为线性带外生输入的自回归滑动平均(ARMAX)模型,获得其最优一步预测输出的表达式,并通过求解加速度传感器最优一步预测输出极小化误差准则函数,实现加速度传感器动态模型参数的最优辨识。实验结果表明,该方法有效地实现了加速度传感器动态模型的参数辨识,所得加速度传感器动态模型具有较高的精度,能描述加速度传感器的动态特性。     

稳态偏航状态的风力机风轮气动力研究

根据水平轴风力机的特征参数建立了偏航致动盘的涡流柱面模型,用稳态偏航状态下的叶素动量理论计算出周向诱导流动因数。以Pitt-Peters模型为收敛条件,考虑了风轮的偏航角参数,建立计算水平轴风力机轴向诱导流动因数的计算模型,并用C++语言在VC环境下进行仿真计算,解决了气动设计和性能计算的关键问题,并通过实例验证了仿真过程的可行性。     

轿车白车身有限元模型修正研究

有限元模型与实际结构的一致性影响着CAE分析的可靠性。以典型点焊薄板件为例,分别采用刚性梁单元和等效板两种方式对结合面连接刚度进行了修正方法研究,并将研究方法成功应用于某轿车白车身的有限元模型上。修正后有限元模型的分析结果与试验结果基本一致。     

气动肌肉及其构成的关节模型研究

气动肌肉是一种具有重量轻、功率—重量比高的新型气动柔性执行器。用变刚度弹簧模型来近似气动肌肉的特性 ,研究了气动肌肉的刚度特性 ,并分析了由一对气动肌肉构成的关节模型 ,最后通过实验对模型进行了验证。     

航空装备多部件预防性维修优化研究

应用延迟时间模型,描述航空装备多部件系统的故障过程,在维修事件分析的基础上,以费用率最小为优化目标,建立了多部件维修费用率模型,通过设计迭代算法对模型求解,实现了航空装备多部件预防性维修周期优化。     

跨音速轴流压缩机性能预测逐排模型研究

使用准一维逐排模型预测两台跨音速轴流压缩机的总性能,并与试验数据对比.结果表明:使用选定的参考攻角、损失和落后角模型的逐排模型,能够有效地预测轴流压缩机的总性能,计算结果与试验数据吻合较好.     

考虑模糊因素的结构可靠性优化设计

在一般优化设计模型的基础上，建立了考虑模糊因素时的优化设计模型。由于模糊优化所涉及的模糊因素往往包含在约束条件中，所建立的模糊优化模型主要指具有模糊约束的优化设计。选用降半梯形和降半岭形隶属函数得到约束的模糊可行域，再利用模糊约束集的水平截集的概念将模糊优化转化为普通优化，来得到模糊解，最后讨论了最优设防水平的确定方法。     

考虑磨损含间隙曲柄滑块机构的动态特性研究

为得到准确的含间隙铰接机构的接触碰撞模型,在ADAMS中建立含间隙的曲柄滑块机构,以含间隙曲柄滑块机构运动副为对象分析其在考虑磨损情况下的动态特性。以接触一碰撞模型为基础,采用非线性等效弹簧阻尼模型,将用MATLAB处理过的数据和磨损函数嵌入到ADAMS模型中进行动力学仿真,并将得到的动态特性曲线进行分析。结果表明：磨损对间隙运动副的速度、加速度、接触碰撞力和力矩有很大的影响,同时,此种建模方法对建立准确的含间隙机构的模型有很大的参考意义。