电动转向系统稳定性能与抗干扰性能的研究

对电动转向系统的稳定性进行了研究．分析了路面激励干扰、传感器噪声对系统性能的影响，并将传统的PD控制算法和H∞控制理论相结合．应用于转向控制系统的研究，设计了控制器。计算机仿真结果证明，所设计的电动转向系统具有良好的稳定性、能够有效地抑制路面高频激励干扰和转矩传感器测量噪声对系统的影响。     

Modeling and state of charge estimation of lithium-ion battery

Modeling and state of charge(SOC) estimation of lithium-ion(Li-ion) battery are the key techniques of battery pack management system(BMS) and critical to its reliability and safety operation.An auto-regressive with exogenous input(ARX) model is derived from RC equivalent circuit model(ECM) due to the discrete-time characteristics of BMS.For the time-varying environmental factors and the actual battery operating conditions,a variable forgetting factor recursive least square(VFFRLS)algorithm is adopted as an adaptive parameter identification method.Based on the designed model,an SOC estimator using cubature Kalman filter(CKF) algorithm is then employed to improve estimation performance and guarantee numerical stability in the computational procedure.In the battery tests,experimental results show that CKF SOC estimator has a more accuracy estimation than extended Kalman filter(EKF) algorithm,which is widely used for Li-ion battery SOC estimation,and the maximum estimation error is about 2.3%.     

基于改进FNN-CCC的双伺服压力机同步控制策略研究

目的 改善双伺服压力机同步控制策略的动态响应性能和鲁棒性,提升双伺服压力机的单轴跟踪精度和双轴同步精度,实现成形过程的高精度位置控制。方法 建立双伺服压力机驱动系统数学模型,分析系统同步误差来源,结合模糊神经网络单轴控制算法,引入迭代学习律,设计一种改进模糊神经网络-交叉耦合（FNN-CCC）同步控制器。基于系统控制模型进行单轴阶跃响应特性与双轴正弦跟随特性仿真,搭建嵌入式双伺服压力机驱动系统试验平台,在偏载干扰条件下进行双轴同步控制试验,验证所提出理论的有效性。结果 仿真结果表明,与模糊控制算法和BP神经网络控制算法相比,该控制器单轴控制算法的超调量分别减少了11.5%和25.5%,调节时间分别减少了48.8%和34.4%,具有更好的动态响应性能。与原控制器相比,改进后的交叉耦合同步控制器最大双轴同步误差降低了65.7%,同步控制精度有所提高。试验结果表明,与传统PID-交叉耦合控制器相比,改进的FNN-CCC控制器有更好的控制性能,在热冲压合模成形阶段,单轴跟踪误差分别减小了81.8%和75.0%,双轴同步误差减小了69.2%。结论 所提出的同步控制策略在偏载干扰条件下具有较好的动...     

电动模拟加载测试系统的设计与实现

针对导弹弹翼尾翼电动模拟加载测试系统,设计系统硬件结构,详细分析加载系统中多余力矩的测试及抑制方法,提出以TMS320LF2407 DSP和以直接转矩控制输出的ACS600伺服驱动器为核心的系统实现方法。对电动加载系统快速性和多余力消除这两个关键性的难点给出解决方案。实验结果表明,系统能精确地模拟弹翼及尾翼在飞行展开过程中的气流阻力,满足加载测试系统的快速性要求。     

智能型1∶1电动助力车控制系统的研究

为提高我国电动自行车厂家的市场竞争力,研制出一款新颖的智能型1∶1助力车。在详细阐述1∶1电动助力车的实现原理及其方案的基础上,提出采用经特殊设计的速度传感器和扭矩传感器采集人力脚踩速度和扭矩,并利用PIC16C712单片机作为信号处理与中心控制单元,以完成对人力脚踩输出功率的计算,并根据该功率的大小控制直流驱动电机的输出,实现真正意义上的1∶1助力。此外,为提高使用性能和安全性能,PIC16C712单片机还能够对该车的工作状况进行实时监测和控制。经测试表明：该车完全符合有关的1∶1技术标准,与同类车相比,该车在可靠性、使用性和性价比等方面呈现出明显的优势。     

智能型1∶1电动助力车控制系统的研究

 为提高我国电动自行车厂家的市场竞争力，研制出一款新颖的智能型1∶1助力车。在详细阐述1∶1电动助力车的实现原理及其方案的基础上，提出采用经特殊设计的速度传感器和扭矩传感器采集人力脚踩速度和扭矩，并利用PIC16C712单片机作为信号处理与中心控制单元，以完成对人力脚踩输出功率的计算，并根据该功率的大小控制直流驱动电机的输出，实现真正意义上的1∶1助力。此外，为提高使用性能和安全性能，PIC16C712单片机还能够对该车的工作状况进行实时监测和控制。经测试表明：该车完全符合有关的1∶1技术标准，与同类车相比，该车在可靠性、使用性和性价比等方面呈现出明显的优势。     

永磁同步电动机位置伺服系统的自适应神经网络控制

针对需要考虑参数不确定和负载扰动的永磁同步电动机位置伺服系统,提出了一种新型的自适应神经网络控制方法。首先,利用神经网络建立永磁同步电动机的智能模型。其次,针对模型特点,在反步递推设计框架下,应用神经网络基函数的本质特征,并引入动态面控制技术克服控制设计中存在的“复杂性爆炸”问题,设计基于自适应神经网络动态面控制的位置跟踪算法。最后,仿真结果表明该控制方案是有效可行的,与反步递推控制方案相比,基于神经网络动态面控制的位置伺服系统的跟踪误差具有更快的收敛速度。通过设计新的神经网络自适应律,提出的自适应神经网络控制方法可以避免现有反步递推控制设计中存在的代数环问题。此外,提出的控制算法不仅能够克服不确定性因素对系统性能的影响,而且算法结构简单,易于实现。     

拖曳阵阵形估计的自适应Kalman滤波算法

柔性拖曳阵在水下拖动时受拖船拖动及海流等的扰动,因此拖曳阵的阵形估计问题是个存在未知输入的系统状态估计问题。文中采用了一个自适应的KALMAN滤波算法来解决这一问题。自适应Kalman滤波器包括两部分:一部分是没有输入的Kalman滤波,另一部分是自适应加权的Kalman滤波用于估计快时变的余量偏差。在迭代的每一步,均利用M-估计器和Huber函数相结合构造作为更新偏差函数的遗忘因子。数值仿真与海试结果表明,该方法比传统的状态估计方法估计效果好。     

活动吸爪轮式交接装置的设计及优化

目的对某包装机组中的活动吸爪轮式交接装置进行设计,分析其动力学特性,并进行优化,以使其适合伺服控制。方法对交接装置中凸轮机构进行设计,建立装置的三维模型,利用虚拟样机技术进行动力学分析。利用遗传算法对机构的凸轮曲线进行优化设计。结果优化后的装置负载转矩波动幅度从7.7751下降到5.6696 N·m。结论通过优化凸轮机构引起的阻力矩,可有效地减小装置负载转矩波动幅度,降低对伺服电机性能的要求,提高系统的同步控制精度。     

旋转偏心质量块式消振电力作动器建模与控制EI北大核心CSCD

直升机等非固定翼飞行器在飞行状态时由桨叶旋转所产生的周期性低频振动会通过刚性机体传递至驾驶舱、航空发动机以及起落架等部位,会造成机体的持续振动,严重时会影响驾驶员的生命安全。提出了旋转偏心质量块式消振电力作动器,并开展了控制方法研究。从理论上推导了旋转偏心质量块式消振电力作动器的输出力模型以及负载转矩模型;提出基于双电机并行独立控制的电力作动器输出力伺服控制策略,在复频域进行了稳定性分析,并针对正弦波非线性负载扰动带来的转矩脉动问题,对双电机并行独立控制策略展开了优化设计,通过负载前馈控制使系统具备良好的鲁棒性和抗干扰性;研制了重量为14 kg的实验样机并完成了优化控制策略前后电力作动器稳态、动态性能的对比验证实验。结果表明,优化控制策略下的作动器输出力动稳态性能满足各项技术指标要求。     

长线阵联合阵形估计系统研究

针对长线阵易发生阵形畸变问题,提出一种基于非声传感器和水动力模型求解的联合阵形估计系统。该系统在充分利用非声传感器信息的基础上,进一步根据拖线阵水动力模型,求解实时阵形,实现阵形估计。仿真实验及数据分析表明,与传统的阵形估计算法相比,该系统的估计精度提高10%以上,对工程实践具有较高的指导意义。     

无模型控制在气动变载荷加载系统中的应用

针对气动加载系统压力跟踪控制中强非线性、强耦合性、模型不精确性等问题,提出一种无模型自适应控制(model-free adaptive controller,MFAC)器,该控制器结构简单、参数少、不需要被控系统的数学模型,是一种低成本的控制器。其中的伪偏导数估计算法仅需利用受控系统的输入输出数据来估计伪偏导数,使该算法具有更强的灵活性和一般性。然后在三种典型的输入信号下与经典PID控制进行仿真比较,并在气动变载荷摩擦磨损试验机试验平台上进行了试验验证,仿真和试验结果表明,无模型自适应控制器具有非常强的适应性和鲁棒性,而且在工程上易于实现。     

一种振动转矩传感器标定方法研究

提出了一种标定振动转矩传感器的方法。标定系统包括振动转矩激励源、振动转矩传感器和可调负载,工作时3者同轴相连。振动转矩激励源通电后产生的电磁转矩包括恒定分量和振动分量,且两者的幅值大小相同,因此,标定系统稳态运行时,根据转矩平衡方程可知,负载值与振动转矩的幅值相同,通过记录振动转矩传感器的输出电压和负载值即可实现标定。最后对振动转矩传感器进行了标定实验,振动转矩传感器的灵敏度系数达到4.58V/(N·m)。     

OFDM水声通信系统的LS-OMP信道估计

对于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)水声通信系统,最小二乘(Least Squares,LS)信道估计方法受噪声影响较大,并且使用的导频数量较多,影响通信效率。而基于压缩感知理论的正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)信道估计方法可以充分利用水声信道的稀疏特性,同时能够有效地抑制系统噪声,但控制迭代运算次数的相关参数(稀疏度或误差容忍值)是OMP算法的关键条件。针对上述问题,提出了利用少量导频随机分布的LS和OMP联合的信道估计方法,该方法首先利用少量导频采用LS方法估计出OMP算法的误差容忍值,再利用OMP算法恢复数据子载波的信道信息。理论分析和仿真结果同时表明,与传统的LS算法或OMP算法相比,新算法能够在数据恢复的同时有效抑制系统噪声,应用稀疏特性及较少量的导频,进一步提高了系统的频谱效率,对时变稀疏水声信道具有更好的适应性。     

伺服驱动凸轮滑块分离装置联合仿真研究

目的研究某包装机械凸轮滑块分离装置的性能,利用机电联合仿真方法对伺服驱动凸轮滑块分离装置系统进行有效的性能预测。方法提出一种独立伺服驱动凸轮滑块分离装置机电联合仿真分析方法。建立分离装置的动力学模型,并研究其动力学特性;对控制系统进行分析,建立三环控制模型,整定控制参数;进行ADAMS/Matlab联合仿真研究。结果从仿真结果可知,由于系统存在负载波动,导致最大位置跟随误差达到4.1709°。对控制系统进行改进后,最大位置跟随误差减小到0.0440°。系统稳态跟随误差在允许范围之内,与仿真结果基本一致。结论利用机电联合仿真方法能够对伺服驱动凸轮滑块分离装置系统进行有效的性能预测。     

Slip-based regenerative ABS control for in-wheel-motor drive EV

Research on regenerative brake systems on electric vehicles (EVs) has progressed considerably, but anti-slip functions have not been practical due to the difficulty in coordinating with conventional hydraulic brake systems. This paper takes advantage of the features of driving electric motors to derive an allowable torque according to the expected relation between the vehicle and wheel acceleration. Then, an innovative saturation control in a regenerative antilock braking system (ABS), which adopts logic threshold control, is presented. The control system realizes lock prevention on a wheel by constraining the motor reference torque directly with the derived allowable value. By theoretical analyses and simulation studies, including a comparison with conventional ABS control, the resulting control design is shown to be effective in anti-slip performance.     

包装机拉膜机构纠偏装置鲁棒控制系统设计

目的 为提高包装生产线纠偏机构控制精度，改善产品外观，提高产品合格率，结合转矩观测器和积分型滑模变结构算法设计一种纠偏装置控制系统。方法 在分析纠偏装置结构的基础上，以纠偏伺服电机为研究对象，提出一种电机控制方法。负载转矩观测器和积分型滑模控制器不但可以解决负载扰动对控制系统性能的影响，而且可以减小滑模控制器的抖振幅度，饱和函数则可以进一步减小系统抖振。通过实验验证所述方法的可行性和有效性。结果 实验结果表明，所述控制方法基本无超调量，达到稳定状态约耗时0.5 s;采用所述纠偏装置，包装薄膜跑偏量最大值只有0.70 mm，包装合格率均在97%以上。结论 在保证产品质量前提下，纠偏装置鲁棒控制系统可以提高产品合格率和包装生产线工作效率。     

基于干扰观测器的鲁棒高精度转速估计方法

 动态转速的高精度测量是高性能运动控制中的重要问题,尤其对于低速运动情况.针对该问题,提出一种新型实时转速估计方法,对系统外部扰动和建模误差,采用扰动观测器进行估计,再将其输出引入转速观测器,从而保证转速估计的收敛性,并增强其鲁棒性.以直流高精度伺服系统为例,进行了仿真和实验研究,结果表明该方法有效,鲁棒性强,且对角位置量化噪声不敏感.     

Study on performance and continuous durability test of single input multi output power take-off (PTO) gear box

The power take-off (PTO) gearbox is widely used for special vehicles, large construction machinery, industrial machinery and ships, to distribute the power of a single input shaft from an engine or a motor to several shafts or to collect several shafts by single shaft power (Torque × rotation speed). The super large hydraulic excavator is equipped with a power take-off (PTO) gearbox between the main engine and a number of pumps for the purpose of improving the fuel efficiency and improving the system efficiency. The power take-off (PTO) gearbox of a large hydraulic excavator with a body weight of 100 ton ( = 10⁵ kg) is connected with two large hydraulic pumps and one small hydraulic pump on three output shafts and different axial loads are generated depending on the working characteristics of the excavator. In this paper, we evaluated the performance and durability of a power take-off (PTO) gearbox of a large hydraulic excavator with a 100-ton body weight. The test evaluation criteria for non-fault life time calculation, performance and accelerated life test were established, and the types and characteristics of acceleration test equipment were analyzed. The torque distribution with the use of the gear phase difference to maintain the gearbox output condition was investigated, and energy was saved by circulating experimental power while controlling speed and load with two electric dynamometers. We analyzed the life of the gearbox by analyzing the metal particles generated in the lubricating oil of the gearbox.     

基于深度神经网络的水声FBMC通信信号检测方法

针对传统水声滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)通信接收端需经过信道估计和均衡才可恢复出发送符号,系统复杂度高且信道估计精度不佳等问题.文章将深度神经网络融入到水声多载波通信当中,提出一种基于深度神经网络的水声FBMC信号检测方法.在训练阶段通过大量的数据迭代、调试超参数和优化...