分布式驱动电动汽车动力转向系统切换控制及其操纵稳定性试验（英文）

动力转向系统对电动汽车的设计与装配具有重要的影响。动力转向系统具有典型的不确定性、未建模动态、测量噪声和干扰等非线性动力学特征,是包含离散事件与连续事件的混杂动力学系统。分析了分布式驱动电动汽车动力转向系统的控制结构、控制功能及其动力学行为,建立了反映连续和离散控制行为的混杂控制系统模型;建立了动力转向系统的切换控制结构,进行了20 km/h和40 km/h下的蛇形实验。结果表明:在20 km/h下,转向系统转矩的峰值和平均值分别降低了40.93%和40.99%;在40 km/h下,转向系统转矩的峰值和平均值分别降低了31.11%和32.12%,转向轻便性得到明显改善。不仅改善了动力转向系统的鲁棒性能,而且对电动汽车控制性能的改善、性能的优化及安全性能的提高都具有重要的实用价值。     

基于Matlab统一环境的生产线混杂系统建模与分析

研究基于MATLAB统一环境构建针对生产线混杂动态行为机制的建模与分析技术,采用层次结构建模方法,应用SIMEVENTS描述生产线顶层的离散事件行为,以STATEFLOW为核心构建生产单元模型,作为沟通上层离散行为与底层控制器连续过程的桥梁,而底层生产设备控制器的连续控制过程则由SIMULINK来描述.所建系统在固高柔性制造系统进行了验证.所形成的基于MAT-LAB的统一生产线信息与事件集成环境,可作为生产线混杂动态行为的建模、仿真与性能分析工具.     

采用电液盘式制动器的电动汽车制动模型预测控制研究

为了提高电动汽车电液盘式制动器扭矩跟踪精度,降低车辆行驶中能量消耗,采用模型预测控制方法,并对控制输出结果进行仿真验证。创建电动汽车电液盘式制动器模型,根据离散一阶模型推导出电机转矩方程式,利用积分离散化对车轮打滑动力学方程进行离散化,从而推导出车辆滑移率空间表达式。设计模型预测控制系统,利用积分作用增强控制系统的抗干扰能力,通过李雅普诺夫函数对控制系统的稳定性进行证明。采用MATLAB软件对电动汽车电液盘式制动器控制效果进行仿真,与级联PI控制效果进行对比。结果显示：采用级联PI控制,电液盘式制动器控制系统反应速度较慢,车轮转矩和滑移率跟踪误差较大,电量消耗较多;采用模型预测控制,电液盘式制动器控制系统反应速度较快,车轮转矩和滑移率跟踪误差较小,电量消耗较少。电动汽车电液盘式制动器采用模型预测控制系统,可以提高控制系统的输出精度,回收能量较多。     

基于混杂petri网的多通道控制技术的研究

在支持多通道控制功能的高档数控系统中,通道工作状态的连续性以及能够引起通道状态变化的离散事件使得高档数控系统的控制表现出复杂的混杂特性.针对多通道数控系统的混杂特性,通过综合着色petri网和连续petri网的优势,提出一种混杂petri网模型.并在此模型基础上对多通道之间的协同控制技术进行研究,设计基于信号的消息机制实现通道间的协调控制.最后,以一个双通道协同控制工件程序为例,采用ptolemy Ⅱ仿真工具对所建立的协同控制petri网模型进行了仿真实验,仿真结果证明了模型的有效性.     

基于Matlab／Simulink的液压常流式动力转向系统特性分析

通过分析液压常流式动力转向系统的组成和结构,详细地阐述了其工作原理.建立了动力转向系统的控制方框图和数学模型及动力转向系统的传递函数,对动力转向系统进行了稳定性分析,找到了影响系统稳定性的参数.根据某动力转向系统的实际参数,利用Matlab/Simulink模块,进行了分析与仿真,为设计动力转向系统提供了理论依据.     

基于约束扰动观测器的感应电机鲁棒模型预测控制方法北大核心

针对感应电机在参数扰动条件下的高性能鲁棒控制问题,提出一种基于模型预测控制和扰动观测器的感应电机无偏速度控制方法。基于串级控制结构设计内环模型预测转矩控制器和外环鲁棒速度控制器。在考虑电机电流和电压约束的最小损耗及参数随转速变化的前提下,提出一种改进的连续控制集模型预测控制器(CCS-MPC)作为内环转矩控制器;将稳定化MPC方法与离散时域扰动观测器(DOB)相结合,在同时考虑参数不确定性和负载转矩的影响以及电机的转矩限制的前提下,设计外环鲁棒速度控制器,该速度控制器为内环转矩控制器提供参考转矩;通过给出相应的定理和推论验证所提出的转速控制器的鲁棒性;设计物理实验对所提控制方法进行验证。结果表明:在考虑电机转矩限制的条件下,所提出的控制方法具有良好的瞬态及稳态响应,且在负载转矩扰动下具有较好的鲁棒性。     

永磁同步电机的分数阶协同控制器设计

为改进永磁同步电机控制性能,设计了一种基于分数阶的协同控制器。首先,将分数阶微积分与协同控制相结合,设计了分数阶速度控制器;其次,设计了协同负载转矩观测器,将观测值反馈至分数阶速度控制器,以降低负载转矩对系统的干扰;最后,设计了离散时间协同观测器,实现转子位置和转速的精确估计,提高系统的稳定性及速度估计性能。仿真结果表明,所提出的控制方案能够改善系统的瞬态响应和鲁棒性,对抖振抑制具有良好的效果。     

永磁同步电机直接转矩控制系统优化北大核心

为改善传统直接转矩控制低速时的控制性能,分析了传统直接转矩控制系统产生磁链和转矩脉动大、响应速度慢、抗干扰性差的原因,利用空间矢量脉宽调制技术可合成任意空间电压矢量的优点结合定子磁链的观测值与定子电流的比值和定子电阻变化相反的特点,设计了能在线实现定子电阻跟踪的空间矢量脉宽调制直接转矩控制系统。在MATLAB/Simulink上建模仿真对比,结果表明该控制系统确实能改善由于定子电阻值变化而带来磁链估计和转矩估计不准确的问题,提升系统响应速度,改善磁链和转矩脉动,优化直接转矩控制系统的性能。     

基于非线性轴位控制的单轴机床弹性摩擦精度控制研究

由于机床轴摩擦参数改变会导致系统性能下降,使其精度控制具有较大的困难.构建了由机床轴和等效双质量振荡器组成的单轴机床系统,实现单轴机床的弹性摩擦精度控制.将转矩指令通过电机转矩常数转换为正交电流参考信号,从而对单轴系统的动力学进行数学建模.采用位置-速度级联结构,提出基于滑模和非线性控制的STSMC-NAC非线性轴位控制算法,并与传统的P-PI级联控制进行对比分析.仿真结果表明:相比于传统的P-PI控制,STSMC-NAC控制在0.1、0.5、1 Hz的频率下对库仑摩擦估计值更接近实际参数值,且在保证最大绝对误差和功率控制分别降低约50％和33.3％的情况下,系统的复杂度也没有增加.说明STSMC-NAC方法对库仑摩擦进行了良好的精度估计,提高了单轴机床弹性摩擦控制精度以及控制效率.     

基于环形耦合的多电机转矩均衡控制

针对多电机齿轮传动结构经常出现电机转矩分配不均衡导致的电机传动轴和齿轮组磨损增大的问题，提出一种基于环形耦合的转矩均衡控制方法。首先，依据多电机齿轮传动结构建立动力学模型，分析系统转矩不均衡的影响因素；其次，将传统多电机环形耦合转速控制方法加以改进，设计环形耦合转矩控制器；最后，以传统PI控制方法作为对照，在MATLAB/Simulink平台进行仿真验证。仿真结果证明，多电机转矩环形耦合控制方法在突发状况下系统保持较好的控制性能，降低系统运载负荷。     

300 MN模锻水压机操纵系统改造

针对300 MN模锻水压机原有操纵控制系统存在的不足,将"水控水"操纵控制方式改为"油控水"方式.应用现代液压控制和网络通讯技术,对水路分配系统、油压操作系统、通讯控制系统和智能监控系统进行改造设计.生产运行表明,各分配器凸轮轴转角控制精度为±1.5°,劳动生产率提高50%,实现了水压机由传统机械向现代智能型机电设备的技术升级.     

活门组件综合试验器研制

活门组件综合试验器是专门为检测飞机活门组件和独立活门的性能指标而开发的一种新型试验设备。针对试验器的基本技术要求,给出了该试验器液压控制系统原理图、电气控制系统硬件组成框图及软件系统的工作流程图,并着重就开发中所遇到的重点、难点进行了较详细的介绍,同时验证了设计方案的正确性。     

基于Speedgoat的dVRK机械臂控制系统开发

为提高dVRK外科机器人控制系统的快速响应性和控制实时性,开发一种基于实时目标机Speedgoat的机器人实时控制系统。通过搭建宿主机-目标机机器人控制平台,设计UDP Real Time通信模型块,建立宿主机、目标机的运行模型,实现对机器人的实时控制。结果表明：实时控制系统可准确地完成对dVRK机器人的数据采集和相关控制算法验证;搭建的Speedgoat实时控制平台具有在线调参、实时仿真、目标代码快速原型化、仿真精度高、可靠性好等优点,大大缩短了dVRK机器人控制算法的研制周期。     

基于逆系统方法的压铸机快压射速度控制

压铸机在工作过程中由于液压元件的节流特性及液压动力元件的死区、滞环和限幅等因素使系统具有较强的非线性。为了提高压铸机快压射阶段速度系统的鲁棒性,提出一种基于逆模型的控制算法。建立速度系统的非线性模型;分析系统的可逆性,将系统线性化为伪线性系统;利用反馈控制设计线性系统控制器,实现对系统的控制。利用MATLAB验证基于逆系统方法的压铸机快压射速度控制的有效性。     

泰钢1780mm六辊轧机自动控制系统的研究

介绍了泰钢1780mm六辊可逆冷轧机组的设备及自动化控制的五大系统——供配电系统、PLC系统、传动系统、厚控系统和计算机控制系统的组成及特点。硬件选用FM458模块,中压变频调速装置,软件采用CFC编制程序,仪表选用ABB张力计等,保证轧机高效稳定运行。     

全数控凸轮轴磨床研究

将M131外圆磨床成功地改造为数控凸轮轴磨床，对改造后的机床进行了机械设计及数控系统的硬件和软件设计。     

柔性生产线自动冲压加工单元设计

介绍一种柔性生产线自动冲压加工单元控制系统,以PLC为核心进行该系统的硬件开发和软件设计。阐述了冲压加工单元的结构、工作原理,合理选取了系统硬件,进行了气动控制系统和电气控制系统的详细设计,实现了冲压加工单元自动上下料、冲压加工和检测等功能。     

基于巨腾Easy模块和Smith-Fuzzy复合控制的注塑机温控系统

针对现代注塑机温控的高性能和群控扩展性要求，利用工控机和巨腾公司远端数据采集／控制模块，实现了简单的网络温控系统；并且采用Smith预估器与模糊控制相结合的温度控制策略，解决了传统Smith控制系统过分依赖被控对象的精确模型的问题，且该方法实现简单、可靠性好。     

逆系统理论在放卷张力系统控制中的应用

放卷系统是印刷机产生印刷张力的最主要部件,呈现出典型的多输入、多输出、非线性、强耦合的特性,保持放卷系统的张力稳定是保证印刷质量的关键所在。根据逆系统理论进行了放卷张力系统的解耦和线性化控制研究,根据放卷系统的特点,通过一系列控制量变换将耦合的非线性放卷张力系统变换为两个二阶伪线性系统,实现了放卷张力系统的解耦和线性化。通过引入主动阻尼来增强伪线性系统的抗扰动性能,并通过对伪线性系统设计附加的PID控制器来提高张力控制的性能。仿真结果表明,提出的逆系统解耦控制策略能够消除放卷张力系统变量之间的耦合作用,实现放卷张力系统的解耦控制。引入主动阻尼后设计的PID控制器,使张力控制达到了理想的效果。     

钢丝网架复合板材五十点专用焊机可编程控制系统研制

为了提高钢丝网架复合板材焊接生产效率和质量,研制了一套五十点专用焊机的可编程控制系统。本文介绍了该系统的硬件和软件设计,并简述了焊机的结构和生产工艺。