轮毂电机独立驱动电动汽车线性时变模型预测主动安全控制

为解决轮毂电机独立驱动电动汽车的主动安全控制和参数估计问题,提出自适应质心侧偏角观测器和基于线性时变理论的模型预测横摆稳定控制策略。首先,建立指数型的滑模观测器识别质心侧偏角,并利用闭环侧向力积分算法消除观测器的稳态误差。然后,引入线性时变理论(Line-time varying,LTV)构建轮胎的准线性模型,并基于此设计横摆稳定系统的模型预测控制器(Model predictive controller,MPC)。为减少控制器的计算负担并提高系统的瞬态响应,采用Laguerre网络拟合全时域的预测控制序列。通过求解具有不等式约束的二次规划函数,获取所需要的外部横摆力矩,并将其分配至4个轮毂电机。数值仿真和实车试验结果表明,提出的自适应滑模观测器可以精确地观测质心侧偏角,具有很强的鲁棒性;提出的横摆稳定控制器可以解决轮胎的非线性饱和问题,进一步提高车辆的主动安全性。     

智能汽车路径跟踪混合控制策略研究

针对传统单一控制算法无法有效协调智能汽车不同转向工况下横向控制性能要求的问题,根据智能汽车在高速和低速转向工况下呈现出的系统特性差异,设计了一种基于PID控制和模型预测控制的智能汽车路径跟踪混合控制策略。该控制策略在低速模式下采用PID控制,在高速模式下则采用模型预测控制,通过车辆速度确定路径跟踪控制模式,进而设计带稳定监督的控制模式切换机制,实现了横向控制系统的平滑切换。基于Carsim和MATLAB/Simulink仿真平台对所设计的智能汽车路径跟踪混合控制策略进行了仿真验证,在此基础上,进一步完成了实车试验。仿真和实车试验结果表明,所设计的混合控制策略能够保证智能汽车不同速度下的路径跟踪性能,具有较好的跟踪精度、实时性和车辆行驶稳定性。     

基于PLC的大范围运动与高精度对准控制

针对掩模版传输过程中的大范围运动与高精度对准这两个关键问题，本文采用基于PLC的全闭环位置控制方法，设计了用于掩模版传输和对准的机械手控制系统。对于大范围运动，利用旋转编码器和光栅尺检测机械手的速度和位移，构成三闭环控制系统。对于高精度对准，利用四象限探测器检测掩模版位置与姿态偏差，构成四闭环控制系统。实验结果表明，利用本文控制系统，机械手在大范围传输和高精度对准时的速度和精度都可以满足生产要求。     

饱和约束下的汽车直接横摆力矩控制器设计

目前在汽车直接横摆力矩控制器设计中,往往忽略了可利用的附加横摆力矩是限制在一定范围之内的这一约束条件,而当系统饱和时控制器输出与输入将不再满足所设计的反馈规律,这导致在实际环境下工作时难以保证控制精度。为了克服这一缺陷,利用矩阵不等式方法设计了一种抗饱和的汽车稳定性控制策略。通过仿真实验表明,与二次型最优控制器相比,抗饱和控制器不仅能有效实现控制目标,同时还具有良好的抗饱和性能。该方案的设计为更加合理的汽车稳定性控制策略提供了参考。     

取力器全齿侧间隙测量方法及影响因素研究

齿侧间隙的测量是齿轮副啮合质量检测的重要环节之一。针对现有测量方法效率和精度不高的问题,以汽车取力器中准双曲面齿轮为研究对象,提出了一种精度和效率较高的全齿侧间隙自动化测量方法。设计试验台对其进行试验验证,讨论了试验台硬件设计、机械结构和控制策略,并分析了齿侧间隙的影响因素。最后验证该方法能够测得齿轮副全齿侧间隙值,达到工业生产要求的效率和精度。研究结果对实现取力器全齿侧间隙的自动化检测有理论和实用价值。     

自旋翼无人机着陆段纵向控制策略研究

自旋翼无人机是一种以旋翼自转提供升力、螺旋桨推力提供前进动力的旋翼类无人机。以某型自旋翼无人机为研究对象,针对其着陆过程中纵向通道强耦合的控制难点,开展着陆段纵向控制策略的研究。介绍对象旋翼机的机体构型,基于其飞行特性,设计桨盘控速、油门控高的方法,解决陡下滑段速度、高度通道的同步控制问题;设计下沉率反馈的闭环策略,解决浅下滑段姿态与速度的协调控制问题。通过仿真和飞行试验,验证所设计控制策略的合理性和可靠性。     

混合式电机无传感器控制的研究

针对混合式永磁同步电机在伺服驱动场合应用范围有限的问题,基于其结构特点对弱磁性能进行了分析,并对控制策略进行了归纳与研究,提出了一种无传感器控制策略。在低速区采用恒电流频率比控制,高速区采用状态观测器反馈转子位置,并基于STM32 ARM Cortex-M4内核单片机搭建了实验平台,电机启动速度达到基速的15%即可切入闭环控制,能够将弱磁扩速至基速的4倍,验证了该控制策略的有效性。研究结果表明:混合式永磁同步电机具有优异的弱磁性能,且采用无传感器控制策略,能够在成本优势的基础上满足宽调速范围的伺服系统性能要求,拓展了驱动系统的应用范围。     

基于逆系统方法的起重机网络远程控制策略

以起重机为网络远程控制对象,基于逆系统方法设计了起重机速度和磁通的解耦伪线性系统;并对此伪线性系统引入了线性反馈.针对网络控制系统中存在的网络诱导时延问题,建立了基于网络的起重机闭环系统模型,并以此为基础设计了速度和磁通的滑模控制器.利用Lyapunov定理证明,设计的控制器能够使系统状态收敛于滑模面,并能够保证闭环网络控制?破 系统全局稳定,仿真结果验证了该控制策略的有效性.     

PMSM无速度传感器最优转矩控制系统的研究

针对永磁同步电机自身特点及转子位置和速度检测问题,采用最优转矩控制策略,提出了将脉振高频电压信号注入法和模型参考自适应法有机结合的新型无速度传感器的复合方法,设计了PMSM无速度传感器的SVPWM最优转矩控制系统.通过设计速度切换方案,实现速度的平稳过渡.此复合方法解决了单一方法不能在全速度范围内同时兼顾良好的动态、稳态性能的问题.仿真结果表明:该方法能可靠地实现包括初始磁位在内的转子位置和速度的精确检测和控制,系统具有优良的动态、稳态性能.     

HXD3型电力机车主断路器可靠性分析

HXD3型大功率交流传动电力机车是我国重载铁路运输系统中的主力型机车。作为HXD3型大功率电力机车高压电器的重要组成部件,主断路器用于接通牵引传动电路,同时对机车进行过载以及短路保护,其可靠性直接影响机车的安全运行。因此,本文针对HXD3型电力机车主断路器可靠性进行分析研究,并提出改善主断路器可靠度的措施。     

差速驱动AGV时变反步鲁棒自适应轨迹跟踪控制

为确保差速驱动AGV在不确定性干扰以及复杂环境下，能够进行移动、搬运等任务，同时保证运动精度及稳定性，提出了一种时变反步鲁棒自适应轨迹跟踪控制策略，用于解决差速驱动AGV的轨迹跟踪控制问题。首先，对差速驱动AGV进行数学描述，对其运动学和动力学分析建模；其次，根据运动学模型，基于李雅普诺夫稳定性理论，设计时变反步运动控制器作为外环控制器；然后，依据其非线性动力学模型设计鲁棒自适应滑膜控制器作为内环控制器；仿真实验结果表明，制定的控制策略有效，保证了对有界干扰以及模型参数不确定性的鲁棒性，并能快速达到稳定。     

适于货运的异步牵引电机构思

中国铁路货运重载正急需发展大功率交流传动电力机车,笔者针对货运电力机车设计选用六极和四极电动机进行了对比论述,指出采用六极电动机是最佳技术选择,并提出了建议研制的六极电动机主要技术参数.     

非奇异快速终端滑模的分数阶迭代学习控制策略研究

针对传统迭代学习控制所存在的鲁棒性差的问题以及传统滑模控制收敛速度慢与奇异性的问题,利用分数阶微积分理论、迭代学习控制以及滑模控制算法,提出一种非奇异快速终端滑模的分数阶迭代学习控制策略。在控制器的设计过程中,首先,对于迭代学习控制鲁棒性差的问题,设计了PD~α型分数阶迭代学习控制策略;其次,对于传统滑模控制收敛速度慢和奇异性的问题,设计了奇异快速终端滑模控制。最后,利用李雅普诺夫函数进行了稳定性证明,并通过仿真实验得出结论：与传统迭代学习控制以及滑模控制相比,所设计的控制策略在一定程度上提高了系统的鲁棒性,加快了系统收敛速度,具有更好的收敛速度和精度。     

矿用电机车精确定位及导航系统关键技术研究

针对井下电机车的定位技术仅能实现目标的区段定位，无法实时获取行驶电机车精确位置的问题，采用无线及有线通信结合、定位基站和速度传感器互相配合为技术路线设计了一种矿用电机车精确定位及导航系统。该系统可对电机车具体位置、运动轨迹及分布情况等进行实时监测，有效提高定位精度，并建立了一种信号灯自适应控制策略及模型，实现井下电机车运输安全感知全覆盖。     

基于DSP改进的三环控制逆变电源设计

针对逆变电源输出电压波形畸变并且在大功率负载下输出电压掉压严重的问题,文章提出了采用新型改进的电容电流瞬时值内环,电容电压瞬时值中间环,电容电压有效值外环的三环控制策略,借助于高效的DSP,实现了电路中逆变器数字控制。最后对设计的电路进行了仿真与实验,实验结果与仿真结果的比较表明了数字控制逆变器的良好控制性能,达到了设计要求。     

基于滑模自抗扰控制的开关磁阻电机调速系统

开关磁阻电机的双凸极结构和开关电源供电方式使其电磁场存在非线性饱和特性，致使其运行时转矩脉动大，传统控制方法很难完成平稳调速。针对该问题，提出开关磁阻电机调速系统的滑模自抗扰控制策略。首先，内环根据开关磁阻电机数学模型设计自抗扰电流控制器，提高电流的响应速度和鲁棒性；其次，外环设计滑模速度控制器取代传统的PI控制器，并证明了系统的稳定性，增强了速度的鲁棒性；最后利用仿真与实验验证该控制策略的有效性。与传统的开关磁阻电机调速系统控制策略对比，能有效改善启动电流过大、转速超调和转矩脉动问题，提高了系统的响应速度和鲁棒性。     

新型斜面拉杆式曲柄调速机构设计及分析

为了实现大功率无级变速器在运行过程中输出速度适时可调,文中通过一套特定调速机构的设计,达到了适时调节曲柄长度的目的。对调速机构进行结构设计,采用新型斜面拉杆式曲柄调速方法,通过对特殊空心主轴的设计,使其与斜面拉杆相作用,能够实现不停机调速和速度可以调到最低值零。为配合双输出无级变速器的结构形式,文中设计考虑到两项并联同时输出。通过ADAMS仿真分析,其结果表明该结构不仅能满足大功率无级调速的要求,同时曲柄长度呈线性稳定变化,为后续调速机构部分的刻度分度打下了基础。     

全位置MAG焊缝成形控制技术及研究进展

全位置焊在石油化工、管道等行业中的应用日益广泛,提高其焊接效率具有重要的现实意义。针对目前全位置焊存在的问题以及所采取的应对措施,对全位置高效化焊接控制策略——熔池快速凝固控制策略和熔池稳定成形控制策略进行了归纳总结,分别回顾了其研究应用发展史,并对各自的优缺点进行了分析。对磁控技术在全位置焊中的应用进行了阐述,提出在全位置焊中利用外加高频交变磁场产生电涡流力,可用于抵消熔池重力作用,抑制金属流淌,对于实现全位置高效化焊接具有积极意义。     

串联稳压气源的复合模糊PID控制策略

针对气源压力波动引起气体静压节流器气膜振动的问题,设计了一种高准确度稳压气源。在结构上,该气源采用两个大容量储气罐串联的设计方案。在控制方法上,提出了复合模糊PID控制策略,并其与传统的模糊PID控制进行了对比。实验结果表明,两个储气罐串联时气压的波动要比单个储气罐低0.6%左右;采用复合模糊PID控制策略,充气时间可减少73.3%左右,同时避免了超调的产生;流量在(5~15)L/min范围之内,该系统可获得一个较为理想的稳定状态,相对误差小于2%,不仅满足了节流器的要求,而且为稳定高压气体的获得和控制提供了一种新的思路。     

直流伺服电机拖动系统的仿真研究

建立了直流伺服电机拖动系统的机电系统模型。基于该模型,在MATLAB中,对无控制策略和采用PID控制策略的拖动系统分别进行仿真。仿真结果表明：无控制策略的拖动系统在响应时间、准确性和稳定性上存在不足;而引入PID控制器后,系统的响应时间缩短为2s,超调量几乎为零,输出稳定在理想值附近,满足了拖动系统对“快”、“准”、“稳”的要求,且应用该控制策略,无需提高直流伺服电机性能,而能够大大改善拖动系统的机械特性和负载能力。