链式炮PMSM 电机转速自适应反演控制

链式炮外能源电机转速稳定性对其射速影响很大。提出交流永磁同步电机（permanentmagnetsynchronousmotor,PMSM）的变参自适应反演速度稳定控制器设计方案,采用实时在线的自适应参数估计和反演控制相结合的方法,通过设计恰当的输入控制律,并对定子电阻、转动惯量、摩擦系数、负载转矩等参数按照设计的自适应估计律在线估计。试验结果表明：该控制策略能有效地抑制多参数摄动和负载扰动对转速的影响,可以作为一种较好的鲁棒方法在链炮伺服电机控制中采用。     

深潜艇推进电动机的H∞控制及直航运动仿真

为了抑制转子电阻参数摄动和洋流、海浪引起的转矩波动对深潜艇推进电机调速系统的影响,文中研究应用状态反馈鲁棒控制方法来处理推进感应电动机磁场定向下的矢量控制问题,并在此基础上根据建立的深潜艇直航运动模型和螺旋桨四象限动态工作情况下的仿真模型进行深潜艇直航推进仿真,仿真结果表明这种方法能够有效抑制转子参数摄动和负载转矩波动对系统动态性能的影响,该方法是正确和有效的.     

零差速电传动履带车辆转向负载自适应控制策略研究

针对零差速电传动履带车辆,提出了一种包含转速闭环控制的自适应于转向负载的控制策略.通过对转向动力学模型进行等效线性转换,推导了适应模型参考自适应控制基本原理的电机需求转矩计算方程,综合了自适应控制律.对采用转矩控制策略、转速控制策略和自适应控制策略下的3种负载突变转向过程进行了对比仿真.所得结果说明,在应用自适应控制后,地面负载变化时,履带车辆能够获得期望的转向角速度响应.自适应控制策略保持车辆转向稳定性的控制能力优于传统的转矩控制策略和转速控制策略.     

基于永磁同步电机直接转矩复合型滑模控制器的设计

文中针对传统直接转矩控制系统中PI算法对电机参数和负载变化敏感的不足．提出了一种复合滑模控制器．该控制器由一积分切换自适应滑模控制器并联一积分环节构成。经仿真验证．表明该方法能提高系统鲁棒性,在相同仿真条件下,比使用传统PI算法,使得转矩和转速的波动分别减小了15％和4％左右,从而证明了该方法的可行性。     

对转鱼雷永磁同步推进电机直接转矩控制系统设计

为了提高鱼雷电机的效率和转矩密度,介绍了对转永磁同步电机的结构,探讨了对转永磁同步电机的直接转矩控制技术,推导了对转永磁同’步电机的数学模型,建立了电机仿真模型,分析了电机设计原理。为了保持双转子的等速,设计了一种新型对转永磁同步电机的直接转矩控制系统,提出了电机扰动情况下的双转子转速跟随方案,并进行了仿真。仿真结果和理论分析吻合,证明了直接转矩控制技术可以很好地实现对转永磁同步电机的调速,且控制过程简单,转矩响应迅速,鲁棒性强。     

基于三角函数正交性的永磁伺服系统机械参数辨识

为抑制永磁伺服系统机械参数不确定对系统控制性能的影响，提出一种利用三角函数正交性进行机械参数辨识的方法。给电机施加两个不同幅值、相同角频率的机械角速度指令，通过正弦、余弦函数在不同区间内的积分实现系统摩擦系数与转动惯量的解耦，在提高辨识精度的同时消除了不定负载转矩对黏滞摩擦系数、库仑摩擦系数和转动惯量辨识结果的影响。利用辨识得到的机械参数值对负载转矩进行观测，并针对系统的摩擦转矩、负载转矩进行对应的前馈补偿。仿真和实验结果均验证了该方法的有效性，机械参数辨识误差在1%左右，进行前馈补偿后转速环的控制性能得到一定的提升。     

双侧电驱动装甲车辆直驶转矩补偿控制

为解决双侧电机驱动电传动装甲车辆直线行驶时的偏驶问题,提出了基于双侧电机转速差的转矩补偿控制。补偿控制是在保证总的转矩需求不变的情况下,实时检测双侧电机转速,在减小高速侧电机转矩的同时增大低速侧电机转矩克服车辆直线行驶的偏驶。设计了双输入双输出的模糊控制器,实时调整PI控制参数,减小车辆动力系统非线性因素影响。仿真和实车台架及道路试验结果表明：转矩补偿模糊PI控制能实时调整双侧电机转矩输出,保持双侧电机转速相同,实现车辆直线行驶稳定性能。     

履带车辆低速转向过程协调控制仿真研究

由于履带车辆在直驶和转向工况的路面阻力差异很大,导致车辆在直驶-转向-直驶这一动态过程中,车辆负载扰动很大,驾驶员需要精细的操作油门踏板去实现稳定的车速,实现转向意图,特别是在对车辆进行挪库等操作时,要求车辆低速转向,由于此时发动机转速较低,涡轮增压器的迟滞效应严重,导致发动机响应性较差,很容易造成车辆转向困难,转向意图实现差,以及直驶与转向工况切换时车速扰动大等问题.试图通过协调控制的方式,在不操作油门踏板的情况下,自动调节发动机的转矩输出,以适应履带车辆在直驶和转向工况互相切换时的负载扰动,使车辆保持车速的平稳.针对车辆在发动机怠速下起步,随后进入转向这一工况进行研究,通过仿真结果对比分析,证明采用协调控制能有效的降低由负载扰动带来的车速波动,实现低速平稳转向的目标.     

交流电机负载转矩的自适应辨识

针对交流电机伺服系统中负载转矩不可预测性的特点,提出一种基于状态观测器的负载转矩自适应辨识方法。首先设计交流电机的状态观测器,并构造Lyapunov函数保障其稳定。其次利用转矩方程推出负载转矩的辨识率。最后利用MATLAB/SIMULINK仿真平台证明该方法的实验效果。仿真结果表明该负载转矩辨识方法具有很高的辨识精度,且系统在全速范围内都可获得良好的动静态性能。     

用于弹道修正引信的聚磁式磁力矩电机

针对当前已用于弹道修正引信的磁力矩电机无法同时满足尺寸限制与输出转矩要求的问题,提出了适用于弹道修正引信的聚磁式磁力矩发电机。该电机气隙处磁密的幅值达到了1.9 T,比单个永磁体高出50%左右,具备良好的聚磁性能,减小了电机的轴向尺寸。仿真计算结果表明,电机在各转速差下的负载转矩至少高于弹道修正引信气动力矩的20%,能够满足某型固定鸭舵式二维弹道修正引信的修正能力要求。     

YRT转台轴承摩擦力矩特性研究

为研究YRT转台轴承的摩擦力矩特性,在对其静力学分析基础上建立了摩擦力矩模型,并对摩擦力矩模型进行了试验验证。基于模型计算结果,分析了工况参数、轴向游隙和滚子修形对摩擦力矩特性的影响规律。结果表明：YRT转台轴承在承受轴向载荷时,摩擦力矩主要由上排滚子产生,且摩擦力矩曲线上存在一拐点,拐点前后摩擦力矩与轴向载荷基本呈比例关系,但比例系数不同;在低速范围内,摩擦力矩随着转速的增大逐渐增大,但总体变化幅度较小;YRT转台轴承摩擦力矩随轴向游隙的减小逐渐增大,且增幅逐渐增大;使用全凸圆弧修形滚子可以有效地降低摩擦力矩。     

永磁电动机绕组换接的性能分析与切换电路研究

针对在装甲车辆中体积、功率受限条件下,永磁电动机提升低速转矩与拓宽弱磁工作范围难以兼顾的问题,可以采用电动机绕组换接的方法。使用有限元方法分析了电动机绕组分别采用串联和并联连接运行的转矩及弱磁特性,仿真结果说明,绕组采用串联连接可以倍增其输出转矩针对在装甲车辆中体积、功率受限条件下,永磁电动机提升低速转矩与拓宽弱磁工作范围难以兼顾的问题,可以采用电动机绕组换接的方法。使用有限元方法分析了电动机绕组分别采用串联和并联连接运行的转矩及弱磁特性,仿真结果说明,绕组采用串联连接可以倍增其输出转矩但转速范围缩小一半。因此,可以通过绕组切换的方式,在低速时使用串联连接方式提升转矩;而在高速时使用并联绕组扩大弱磁范围,以满足装甲车辆性能指标对传动系统的苛刻要求。进而,构建了一种基于零电流切换的绕组换接电路,实验结果表明,该电路切换过程非常迅速,而且不会产生过大的电压冲击。     

电动负载模拟器的同步控制研究

提出电动负载模拟器一种新的控制策略,目的是解决舵机运动带来的强扰动致使电动负载模拟器的跟踪速度和精度下降的问题。方法是在进行力矩控制的同时,将舵机和电动负载器的运动信息引入到控制系统中,使加载电机在进行力矩跟踪的同时同步跟踪舵机运动。仿真和试验结果表明:该方法使得闭环系统的静差小于1%,并且其正弦响应在12Hz时的幅差小于10%,相差小于10°。因此,该策略可以满足目前电动负载模拟器的工程使用需求。     

一种3自由度并联拟人机械腿的动力学建模及伺服电机峰值力矩预估

为了弥补当前拟人机器人结构的不足之处和改善拟人机械腿的通用性和适应性,对一种3自由度并联拟人机械腿的动力学性能进行了研究。基于该机械腿的结构布局特点,推导出其运动学反解方程,研究了各输入速度的变化规律,利用拉格朗日方法建立该机械腿的动力学模型。在该模型的基础上建立伺服电机的预估模型,主要包括对伺服电机转速的预估和对电机转矩的预估,分析了机械腿伺服电机驱动的角速度、驱动力矩的变化规律,得到了机械腿的动力学特性,并对机械腿伺服电机峰值力矩预估模型进行了验证,得到最大预估峰值力矩值为3.195 N·m. 分析结果表明,该机械腿机构的驱动角速度和驱动力矩呈周期性变化。伺服电机峰值力矩预估模型为机械腿伺服电机的选型提供了理论参考依据。     

高速电驱动履带车辆联合制动转矩动态协调控制研究

针对高速电驱动履带车辆机械制动器、电机和电液缓速器3种执行部件联合制动转矩响应的问题,提出了机械制动器、电机和电液缓速器动态协调控制策略。基于制动需求和车速等因素进行稳态制动力分配,综合考虑3种执行部件动态响应特性,建立基于电机-电液缓速器二者联合制动和机械-电机-电液缓速器三者联合制动转矩动态协调控制策略,搭建面向工程应用的电驱动履带车辆传动系统仿真模型,利用实时仿真工具进行策略验证。仿真结果表明,在整个制动过程中该动态协调控制策略可提高车辆总制动转矩响应速度和精度,改善系统动态响应特性。     

永磁同步电机控制系统带过调制的弱磁控制策略研究

永磁同步电机控制系统在实际应用中,复杂多变的工况对电机的响应需求是不同的。为了拓宽电机控制系统的调速范围,且满足系统对转矩响应能力和大转矩输出特性的要求,在弱磁控制策略的基础上引入过调制方法,将其应用于永磁同步电机控制系统,并进行仿真和实验研究。结果表明,相比于无过调制的弱磁控制策略,带过调制的弱磁控制策略能使系统在调速过程中充分利用直流母线电压,从而提高了转矩响应和大转矩输出能力,缩短了转速响应时间,同时电机的工作效率符合应用要求。     

火箭发动机喷管伺服机构负载模拟系统设计与实验

针对火箭发动机喷管伺服机构的半物理仿真需要,设计一种可对惯性负载、摩擦力矩负载、弹性力矩负载、伺服机构安装刚度进行模拟的电液负载模拟系统。依据伺服机构负载特点,由机械的方式实现惯性负载、摩擦负载以及安装刚度的模拟,由阀控伺服马达实现弹性力矩的模拟;分别建立伺服机构系统和马达加载系统的数学模型,并为马达加载系统设计基于速度前馈补偿和力矩前馈的控制系统;进行负载模拟器的现场实验,实验结果表明,各种加载负载满足精度要求,验证了负载模拟器设计的合理性和实用性,以及控制策略的有效性。