基于非线性状态误差反馈控制律的解耦控制器设计

从非线性状态误差反馈控制律的基本思想出发，给出了MLSEF解耦控制器的设计方法，并对控制量的变化率、控制量的正确实现等工程问题进行了讨论。     

基于状态空间控制方法的磁悬浮系统稳定性研究

以单磁铁悬浮系统为基础,根据悬浮体的运动方程,和电磁铁绕组中控制电压与控制电流的关系,得到悬浮系统的开环系统结构图,并在平衡点处建立了磁悬浮系统的状态方程,利用极点配置法,使系统满足稳定条件。在此基础上对磁悬浮系统进行了仿真分析,通过对结果的分析可得出本文的控制方法能够对磁悬浮系统进行精确和有效的稳定控制。     

基于伪微分反馈控制的磁悬浮工作台悬浮稳定性的研究

在分析电磁悬浮力的基础上,建立了磁浮进给系统的单铁悬浮数学模型.由于系统具有非线性和参数不确定性,对所建立的单铁悬浮数学模型在平衡点附近进行了线性化处理,获得系统的状态方程和传递函数.在此基础上,分析比较了PID控制系统和PDF控制系统的抗干扰能力,利用MATLAB对这两种控制算法进行了仿真,从而为解决混合悬浮系统稳定性问题提供了一种理论依据.     

轴承预紧力对主轴模态及铣削稳定性影响的研究

采用两阶连续梁模型研究不同主轴结构的轴承预紧力对主轴模态及铣削稳定性的影响。研究结果表明:轴承通过改变主轴低阶模态对铣削稳定性产生影响,前轴承对系统模态及铣削稳定性的影响比后轴承大。同一模态影响下的轴端振幅和铣削稳定性之间有很大的联系,激起主轴最大振幅峰值的模态对铣削稳定性的影响最不利。     

高速电主轴单元-主轴箱体结合面模态分析与研究

为准确了解高速电主轴的动态特性、提高加工精度,利用ANSYS Workbench建立基于高速电主轴单元-主轴箱体结合面特性的有限元分析模型,又利用吉村允孝法确定结合面的刚度,而后对其进行模态分析和谐响应分析,得出其固有频率、振型和动刚度。最后采用锤击法试验验证,证明该分析方法的有效性,为产品设计分析提供理论依据。     

线切割加工间隙状态预测系统的计算机仿真研究

采用神经网络技术与反馈控制技术有机结合的方法。进行了预测线切割放电加工状态试验，实验结果证实了利用神经网络技术对线切割加工放电状态的预测已成为可能。     

基于切削参数的高速铣削系统稳定性研究

切削中的振动对加工质量有很大的影响,通过高速铣削试验及仿真分析,对基于工艺参数和刀具参数的高速铣削系统稳定性进行研究,得到了主轴转速、进给量、切削深度、刀具几何参数等对切削颤振系统稳定性的影响规律。试验所得结果为高速铣削加工切削用量的合理选择,特别是加工参数的优化提供了参考。     

基于经验模态分解的螺栓连接状态敲击检测方法

螺栓在工程结构和机械系统中有着广泛的应用,作为整个系统中较为薄弱的部分,一旦发生松脱可能会造成灾难性的后果,所以很有必要对螺栓的连接状态进行实时监测。由于在不同拧紧状态下,螺栓内部的微观结构不同,对不同拧紧力的螺栓进行敲击产生的声信号也有一定的区别,对7种不同拧紧力矩下的螺栓进行敲击,并将敲击发生后0.26 s声信号的频谱图与经过经验模态分解处理之后前两阶IMF分量的频谱图进行对比。实验结果中对原敲击信号直接做快速傅里叶变换的主频值随拧紧力矩变化的规律并不明显,而原信号经过经验模态分解之后,敲击信号的前两阶模态函数的频谱图中峰值点对应的频率值均随螺栓拧紧力矩的增加而升高。结果表明对敲击声信号进行经验模态分解,通过分析前两阶IMF分量的峰值频率可有效识别螺栓的连接状态。     

基于动力学解耦的跟踪系统自适应控制研究

根据视轴偏心光电系统的结构推导出控制系统的微分方程,用反馈解耦控制方法,对耦合比较强的跟踪系统进行了非线性解耦,此外跟踪系统由于受到外界干扰的影响,基于解耦后的系统提出了用自适应模型跟随控制的方法进行控制器的设计,利用广义状态误差,采取并联模型信号综合自适应,应用超稳定性和正性理论进行控制器的设计,仿真的结果表明,设计的自适应模型跟随控制能起到良好的控制效果。     

基于液压传动的海洋波浪换能系统功率解耦特性研究

海洋波浪能分布广、储量大、能流密度高,属于清洁可再生的优质能源,但由于波浪能输入功率不稳定且传动系统输入与输出功率的耦合等问题限制了其应用。分析了海洋波浪换能技术的特点和需求,提出一种基于液压传动的换能装置系统传动方案,该方案应用液压变压器的原理通过对变压网络到恒压网络的转换,实现了传动系统输入与输出的功率解耦,同时并联大容量蓄能器吸收系统中的压力和流量脉动,从而得到系统不同工况下的平稳、恒速输出。建立了该传动系统的数学模型并进行了仿真研究,结果表明：该系统可以为实现海洋波浪换能装置恒频、稳压的发电要求提供一种可能。     

磁悬浮减振器的双闭环控制策略研究

研究一种新型的磁悬浮减振器,它采用永磁铁和电磁铁构成混合式磁悬浮系统,利用磁铁间相互的斥力提供悬浮力,实现柔性减振。在系统模型的基础上,针对减振器磁悬浮系统的非线性、存在未建模动态和不确定性、模型不十分精确的特点,提出采用自抗扰控制器作为外环,PID控制器作为内环,构成双闭环反馈控制方案来实现稳定的悬浮、减振和对扰动的抑制。仿真分析和实验研究表明:采用此控制方案的磁悬浮减振器具有很好的动、静态特性和强抗扰性。     

磁悬浮电主轴的模糊控制策略研究

建立了五自由度磁悬浮电主轴试验系统,利用MATLAB工具箱分别仿真分析了模糊自适应PID和不完全微分PID控制策略对系统动态性能的影响,设计制作了基于TMS320F28335DSP的数字控制器硬件电路,分别编写了模糊自适应PID和不完全微分PID控制软件,完成了系统的高速旋转试验,对磁悬浮电主轴在两种控制策略下的同频振动和回转精度进行了对比研究。研究结果表明,采用模糊自适应PID控制策略可以提高磁悬浮电主轴的稳定性和回转精度。     

基于定量反馈理论的数控进给控制器设计

首先介绍了定量反馈理论（QFT）及其发展,总结了QFT的设计特点、基本原理和设计过程。然后提出了QFT设计方法的几点说明。最后以一数控进给系统为例,采用了Q阿设计方法设计了数控进给控制器,计算和仿真结果表明定量反馈理论是一种设计数控进给控制器的有效方法。     

磁悬浮直线进给单元工作台模态分析

磁悬浮直线进给单元是一种新型的机床功能部件,振动问题是其结构设计中所面临的问题之一,它会造成机床的加工误差,影响零件的加工精度和表面质量。建立了进给单元工作台的三维有限元模型,利用有限元分析软件ANSYS对工作台初始模型进行模态分析,求得其固有频率和振型,并据此改进工作台的结构,以便在设计阶段预测工作台的性能,并为工作台的结构优化提供理论依据。     

基于反馈线性化的龙门数控机床磁悬浮系统滑模鲁棒控制

针对龙门移动式数控机床中横梁的悬浮刚度进行了研究.在龙门移动式数控机床中,将移动的横梁悬浮起来,可以消除摩擦提高加工精度.为了实现稳定的悬浮,提出了基于反馈线性化的滑模变结构的控制方法.通过反馈线性化的方法将非线性电磁悬浮系统转化为线性系统,然后利用滑模变结构控制方法设计控制器来对整个系统进行鲁棒控制.仿真结果表明,与传统的状态反馈控制方法相比,系统具有很强的抑制扰动的能力和高刚度,能够实现稳定悬浮.     

基于Lyapunov函数的Mamdani模糊控制系统稳定性研究

为加强Mamdani模糊控制系统常规运行的稳定性,弱化并消除外部干扰信号造成的不稳定运算结果,设计了基于Lyapunov函数的Mamdani模糊控制系统稳定性控制模型。通过分析Mamdani模糊控制系统特征,设计了状态反馈控制器,解析了Lyapunov函数稳定控制系数,进行了模糊控制系统仿真实验。实验结果表明:运用Lyapunov函数构建Mamdani模糊控制系统稳定性模型,可降低外部信号干扰,达到稳定状态。     

活塞数控加工的迭代学习前馈反馈控制研究

在高速精密非圆加工中,伺服刀架系统的幅值衰减产生较大的刀具轨迹跟踪误差,从而降低加工精度.针对活塞外圆数控加工数据控制,设计了一种迭代学习的前馈反馈控制方法,该控制算法中的前馈采用迭代学习控制,利用以往批次信息实现精确跟踪.反馈部分用于克服当前批次的扰动.推导该控制算法在频域下的收敛条件,经仿真实验验证,这种控制方法运用于活塞外圆加工中可以取得良好的控制效果.     

基于微机的电阻焊测控系统

介绍一种基于微机的电阻焊测控系统,充分利用了微机技术,具有蝗于控制的特点,能满足后向反馈多波点焊的要求。这个测控系统利用了ＰＣ／ＸＴ总线技术,ＤＭＡ传输主方式以及ＲＡＭ缓冲技术。由于数据的采集和转存均采用硬件,使其优于软件控制。     

磁悬浮机床主轴的非线性输出反馈自适应控制

研究了磁悬浮机床主轴的控制问题，在分析磁悬浮机床主轴动力学特性的基础上，建立了其单自由度非线性模型，提出了输出反馈自适应控制的非线性方法，利用K-滤波器估计不可测状态，在进行参数自适应的同时，成功地实现了机床磁悬浮主轴的鲁棒控制。仿真算例证明了控制算法的正确性和有效性。     

伺服系统状态反馈切换控制策略研究

针对伺服系统参数的不确定性问题,提出一种以速度为切换信号的切换控制策略。利用伺服电机离线数据得到非线性Bode图,根据频域特性变化区间划分系统速度区域;以速度指标作为切换条件,在模拟退火算法中引入平坦性计算,对各子系统进行参数辨识,构建伺服系统的切换模型,并解决了切换系统出现的抖振问题;最后,在给定切换条件下,设计切换模型各子系统控制器,形成基于状态观测器的反馈控制策略,保证闭环切换系统的渐近稳定性。结果表明：所提控制策略优化了系统的响应曲线,其跟踪精度提升了约4%。