主动磁悬浮轴承的Terminal滑模变结构控制

为了给主动磁悬浮轴承转子系统提供更稳定的控制,根据其动力学方程的强非线性,建立4输入4输出状态方程,并提出一种Terminal滑模变结构控制算法,从理论模型上分析了该算法的鲁棒性与收敛性,并利用Simulink进行仿真.由实验结果表明,与传统PID控制器的控制结果相比,所设计的4输入4输出磁悬浮轴承Terminal滑模变结构控制器可以在很短响应时间内有效地消除抖振现象,可达到良好的控制效果,且与传统滑模控制器相比,系统的初始状态已经在滑面上,消除了滑模控制的到达阶段,保证了系统的全局鲁棒性,对参数变化具有一定的抗干扰能力,状态跟踪误差也可以在有限时间内收敛到0.     

主动磁悬浮轴承非线性控制决策的研究

主动磁悬浮轴承是一个典型的闭环控制系统,其特点是具有强烈的非线性,磁浮力正比于电流平方,反比于位移偏置量的平方。传统的PID控制器应用比较广泛,但其比例、积分、微分环节的调节参数都是采用试验的方法人工整定。这种方法不仅需要熟练的技巧,而且比较费时。当被控对象发生变化时,其参数也要进行相应的调整,也就是说这种PID调节器没有自适应能力。文章所设计的PID控制器中的各种参数是随系统动态特性不断变动的,它是专为非线性系统设计的,具有很强的自适应能力。仿真结果显示,该系统是可行的。     

磁悬浮系统的积分变结构控制

针对磁悬浮系统的非线性特性,提出一种积分变结构控制方法.搭建了磁悬浮系统的非线性数学模型,采用变结构理论设计控制器,切换函数选取时引入积分环节,并用光滑连续的饱和函数取代符号函数,减小系统的稳态误差.仿真结果验证,积分变结构控制可以有效消除抖振,当外界扰动作用时,系统具有较好的平稳性和鲁棒性.     

永磁偏置径向磁轴承在磁悬浮反作用飞轮系统中的应用

针对现有径向磁轴承结构电励磁磁路耦合的缺陷,设计了一种新型径向永磁偏置混合磁轴承结构,介绍了这种轴承的结构特点和工作原理,并利用等效磁路法和有限元法(FEM)对该永磁偏置径向混合磁轴承进行了电磁分析,得出了磁轴承的数学模型和主要参数。研究结果表明,该径向永磁偏置磁轴承可以有效地避免磁路耦合现象,提高磁轴承系统的控制性能。     

结构振动主动控制中的控制律

研究了结构振动主动控制的耦合模态控制法,提出了一种新的控制律。该控制设计中所依据的二次型性能指标函数的物理意义十分明确,结合一个实际结构模型进行了振动控制仿真,由此即证明了本文方法的有效性,同时也探讨了施控点与测点的选取等问题。     

五维控制磁悬浮轴承装置的试验研究

本文在五维控制磁悬浮轴承装置研制的基础上，对其性能参数等进行了试验研究。     

主动磁悬浮轴承单自由度独立控制研究

本文首先利用磁路分析的方法对主动磁悬浮轴承单自由度独立控制进行了理论分析,然后利用有限元分析软件ANSYS在计算机上对磁悬浮轴承中磁场的分布状态进行了仿真.结果表明,将磁悬浮轴承在互相正交的两个方向上进行单自由度独立控制合理、有效.     

磁悬浮轴承的变参数PID控制

提出了主动磁悬浮轴承的一种变参数PID控制方案,给出了控制器参数的整定原则。在MATLAB的SIMULINK环境下构建控制系统模型,用S-function编写变参数PID控制器的参数变化规则模块和磁悬浮轴承的非线性模型,并进行了动态仿真。仿真结果表明,这种变参数PID控制器对磁悬浮轴承有比较好的控制效果。     

油膜轴承转子系统振动主动控制对策

文章讨论安装在油膜轴承上柔性转子振动的主动控制问题．依据转子轴承系统振动控制主导方程，对高速运行的转子轴承系统提出了振动主动控制策略．满足振动主动控制目的的最优控制策略是应用H∞控制理论进行分析的，结论可供工程实际作为参考。     

柔性机械臂变结构跟踪控制及柔性振动抑制

柔性机械臂具有质量轻、速度快和负载大的特点,针对柔性机械臂轨迹跟踪与弹性振动抑制问题,基于奇异摄动理论和两种时间尺度的假设,将柔性机械臂系统分解为代表大范围刚体运动的慢变子系统和代表柔性振动的快变子系统.对于慢变子系统采用变结构控制来实现关节轨迹的跟踪,而快变子系统则采用最优控制方法来对柔性杆振动进行主动抑制.仿真实验结果表明,该控制方法不仅能够保证系统刚性运动轨迹的精确跟踪,并能有效抑制柔性杆件的弹性振动.     

磁悬浮飞轮转子不平衡力非线性抑制研究

磁悬浮飞轮转子由于其转子动力学特性所固有的强陀螺耦合效应,在干扰力作用下进动和章动2种涡动模态运动如果得不到有效的控制,会导致系统失稳。针对这一问题,提出了一种径向磁轴承的非线性控制方案,该方案把转子不平衡产生的不平衡力和不平衡力矩当作一种非线性干扰,对不平衡扰动力作用下的磁轴承-转子系统进行建模,设计了基于BP神经网络的非线性控制器,通过磁轴承电磁力对其进行抑制。仿真结果表明：设计的非线性控制器有效地实现了对不平衡扰动的补偿,提高了飞轮的失稳转速。     

滑模变结构控制研究综述

主要介绍滑模变结构控制的研究情况。先介绍变结构控制理论，并对滑模变结构的发展现状进行了评述；然后着重从滑模面设计、滑模条件以及抖动这三个方面对已开展的研究工作进行了深入的探讨；最后介绍了滑模变结构控制的主要应用情况，同时对这一领域的研究方向进行了展望。     

滑模变结构控制研究综述

主要介绍滑模变结构控制的研究情况.先介绍变结构控制理论,并对滑模变结构的发展现状进行了评述;然后着重从滑模面设计、滑模条件以及抖动这三个方面对已开展的研究工作进行了深入的探讨;最后介绍了滑模变结构控制的主要应用情况,同时对这一领域的研究方向进行了展望.     

模糊滑模变结构控制系统的研究

对于矢量控制的交流伺服系统,根据离散滑模控制理论和模糊控制理论,设计了一种离散模糊滑模控制器,即在离散滑模控制器后加一个积分环节再与模糊控制器相结合,有效地削弱了单纯滑模变结构控制系统的“抖振”。仿真实验结果表明由该离散模糊滑模控制器构成的交流位置伺服系统,具有良好的快速性和抗负载扰动、参数摄动的鲁棒性．     

基于算法的磁悬浮电机拖动系统多频率振动控制方法与实验研究

针对高速磁悬浮电机拖动系统中转子本身的不平衡振动和由于不对中导致旋转时产生二倍转频振动,提出一种基于FIR滤波器的自适应前馈控制方法,把转子之间的扰动看成是不同频率的扰动,对两轴建立数学模型,将自适应滤波器的输出作为补偿信号与扰动相抵消.通过广义根轨迹分析了加入了前馈控制后对磁轴承控制系统稳定性的影响,并分析了在不同步长不同阶数下自适应前馈控制器的性能.仿真结果表明,该方法能有效地抑电动机转子轴的基频和二倍频振动,在电机对拖实验中,当转速为10 000 r/min时,转子基频和二倍频振动增益分别减小12.1d B和19d B,位移跳动量降低了67.56%.     

球面2自由度机器人的滑模变结构控制

球面2自由度5杆机器人的应用非常广泛,可用于机械数字化仪、微操作装置、灵捷眼和人体关节修复装置等。在球面2自由度5杆机器人运动学和动力学模型研究的基础上,提出了该类机器人系统的滑模变结构控制方法。介绍了球面2自由度机器人的机构和动力学模型。引入决定附加补偿力矩的指数趋近律,建立了球面2自由度机器人的控制算法。提出了外力、质量、转动惯量以及滑模控制参数等对球面2自由度机器人的控制精度和系统稳定性的影响规律,并对球面2自由度机器人进行了控制仿真。仿真表明,控制方法是有效的。在选择合理参数下能避免机器人系统的振荡,且能保持系统的稳定性、鲁棒性和提高系统的运动精度。     

Duffing混沌系统的全局快速Terminal滑模变结构控制

针对Duffing方程混沌系统,研究了其基于全局快速Terminal滑模变结构的稳定控制问题。在此基础上,设计了一种新全局快速Terminal滑模面,并给出稳定性理论分析。仿真实验结果验证了该方法的有效性.     

直线式交流伺服系统滑模变结构控制

针对直线式直接驱动交流伺服系统，提出一种新型滑模变结构控制方案．负载推力观测器和扰动前馈补偿的设计有效地削弱了变结构控制产生的抖振．积分补偿法消除了系统加载时的稳态误差．仿真结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性     

多变量系统的全程滑态变结构模型跟踪控制

研究了多变量系统的变结构模型参考设计问题，针对同时具有参数摄动和外界干扰的多变量系统提出了一种全程滑态变结构模型跟踪控制方案，使得误差系统从一开始就处于滑动模态上，改善了跟踪误差的瞬态性能和鲁棒性，仿真结果表明了该方法的有效性。