基于前馈和滑模复合结构的飞行器电动舵机控制

针对飞行器电动舵机伺服系统的控制问题,提出了一种能够有效抑制传动机构非线性摩擦的控制方法,该方法由前馈补偿器、基于LQR的PID反馈控制器以及滑模控制器构成。前馈控制能够提高系统响应的快速性,PID反馈控制提高系统的抗干扰能力,针对非线性摩擦设计的滑模控制律,用来削弱非线性摩擦对舵机伺服的影响。在分析电动舵机伺服系统构成的基础上,给出了非线性摩擦的Stribeck模型;建立了系统数学模型,在此基础上分析得出前馈补偿器的结构和参数;引入参考给定量,建立基于误差的状态控制方程,设计了基于LQR的PID控制器以及抑制非线性摩擦扰动的滑模控制律。分别对含有滑模控制器和不含滑模控制器的控制方法进行了仿真实验,实验结果表明:含有滑模控制器的控制方法能够有效抑制非线性摩擦引起的速度抖动问题以及位置"平顶"现象。     

基于双观测器的多电机卷绕系统切换滑模控制

针对多电机卷绕系统存在的强耦合、张力控制精度低、易受扰动影响等问题,提出一种基于非线性扰动观测器和张力观测器的切换滑模控制方法。以永磁同步电机作为系统的驱动机构,设计非奇异快速终端滑模控制器来实现对电机转速的控制,并设计非线性扰动观测器来估计系统的参数摄动,将估计值用于前馈补偿;对于系统的张力环,采用带有切换函数的自适应滑模控制器,切换函数可以使系统状态更快到达滑模面;并设计张力观测器来精确观测张力大小。仿真实验结果表明：与传统的控制策略相比,所设计的控制策略提高了系统的响应速度、跟踪精度和鲁棒性。     

数控机床用磁悬浮系统非线性动态积分滑模变结构控制

为了实现龙门数控加工中心磁悬浮系统悬浮高度的精确控制,并考虑到刀具切削工件过程中磁悬浮系统所受到扰动对悬浮高度的影响,针对被控对象的非线性磁悬浮模型,选择新的状态变量,通过状态变量之间的相互变换,将不规则的非线性磁悬浮模型转换成规则的仿射非线性的磁悬浮模型;针对该非线性模型设计了控制悬浮高度的非线性动态积分滑模控制器。在选取切换面时,考虑系统状态、输入、输入的一阶(或高阶)导数及其积分项,这使得趋近律中不连续项的影响有所转移,从而有效降低了滑模控制器抖振的发生;另外由于在滑模切换函数中加入了积分环节并且是对非线性被控对象直接进行控制,消除了滑模控制的稳态误差和系统模型的误差。仿真研究结果表明:所设计的动态积分滑模控制器比传统的滑模控制器更好地实现了系统的稳定悬浮,具有很强的抗扰性并能够使系统具有较高刚度。     

基于改进超螺旋算法的永磁同步电机快速积分终端滑模速度控制

针对永磁同步电机伺服系统的滑模速度控制存在抖振和鲁棒性不强问题,采用改进积分终端滑模面与广义超螺旋相结合的方法设计转速控制环。提出分段滑模面的方法设计改进的快速积分终端滑模面,可以使得抖振问题得到明显改善;设计改进的广义超螺旋控制器作为切换控制,能够更好地改善系统的动态特性,并证明了此算法的稳定性。仿真结果表明：该方法具有抑制抖振性能强、收敛速度快和跟踪性能好等优点。     

基于模糊时变滑模的永磁同步电机调速系统设计

针对永磁同步电机突然加入负载时存在的转速波动和不稳定问题,提出一种基于积分时变滑模面和新型模糊增益趋近律的滑模调速方法。采用积分时变滑模面,在传统积分滑模面中加入一个时变项,借此提升系统的响应速度。改进传统的指数趋近律,加入非线性函数来削弱系统的抖振,同时根据不同的系统状态用模糊算法整定趋近律增益参数,着重于提升趋近速度和系统抗扰动能力。最后,使用李雅普诺夫稳定性判据证明了该控制系统的稳定性。在MATLAB/Simulink环境下将此控制策略与传统滑模控制策略进行对比,仿真结果表明：采用此控制方法的系统响应速度更快、抑制系统扰动和抖振的能力更强,具备更好的综合性能。     

气液联控伺服系统的滑模位置控制研究

提出了基于PWM控制气液联控位置系统的建模方法,应用非线性平均方法建立了PWM气压伺服系统的数学模型,不仅解决了开关的不连续性问题,还把原来不连续的非仿射输入形式变成一个等效具有可控规范型的非线性仿射输入形式。然后运用滑动模态变结构理论中的经典非线性设计方法,设计了三阶滑模面变结构控制器。对固定阻尼式气液联控系统进行了位置控制仿真实验。实验结果表明,滑模变结构控制使得系统快速性能比较好。     

两杆欠驱动机器人的多层嵌套滑模控制方法

目前对于两杆欠驱动机器人的滑模控制方法大多不能保证子滑模趋近各自滑模面的可达性和鲁棒性,表现为系统的稳定过度依赖参数的选取,控制运行拥塞,参数调整难度大,实现困难。为此提出一种多层嵌套滑模控制方法,以改善子滑模趋向各自滑模面的可达性、鲁棒性和快速性。进行了系统滑模面的可达性和稳定性分析,并就Pendubot和Acrobot两类欠驱动机器人进行了位置镇定控制数值仿真。仿真结果表明该方法能够使系统的控制参数调整保持一定的连续性,降低控制拥塞和参数调整难度,并有效地提高子滑模趋向各自滑模面的快速性和鲁棒性。     

基于模糊控制的旋转倒立摆稳定性仿真研究

倒立摆是一个复杂的、非线性、不稳定的系统,通常采用数学建模的方法研究倒立摆系统,该方法复杂繁琐且在建模过程中简化约束条件,使仿真结果存在一定误差。在Matlab Simulink环境中基于Simscape模块进行倒立摆系统的建模;根据倒立摆系统的运行特征设计了新的模糊规则表,并基于此表建立模糊控制器;采用该模糊控制器在不同的条件下对倒立摆进行控制,取得了良好的控制效果。     

基于扩展观测器的永磁同步电机快速积分终端滑模控制

为了优化永磁同步电机(PMSM)调速系统的动态性能，使用滑模控制的PMSM控制系统的非线性速度控制算法。提出一种新的快速积分终端滑模面(FITSMC),以提高传统积分终端滑模控制在速度误差远离平衡点时的跟踪误差收敛速度。针对高切换增益引起的大抖动现象，提出一种改进的抗干扰滑模速度控制器，该方法引入扩展状态观测器观测集中扰动，并在FITSMC中添加前馈补偿项。最后，通过仿真验证所提控制方法的有效性。结果表明：采用FITSMC替代传统的PI控制器，可以有效地降低动态速度跟踪误差。通过与传统方法进行比较，验证了所提方法(FITSMC+ESO)的优越性。     

气动位置伺服系统的滑模变结构控制

针对气动位置伺服系统的不确定性及非线性等特点,充分利用滑模变结构控制对被控对象的模型误差、对象参数的变化及外部干扰有极佳的不敏感性等优点,将滑模变结构控制方法引入该气动位置伺服系统,并进行了滑模变结构控制器的设计与仿真,在仿真时还加入了系统的不确定性.结果表明:该控制方案有效,而且系统具有很好的鲁棒性.     

PVC管滑块胀口模设计

针对原400PVC管材胀口成型模的不足,设计了1副八滑块结构的胀口模,并介绍了模具的结构特点及主要零件设计。该模具尺寸精度高,性能稳定且制作成本低,在实际生产中取得了理想的效果。     

磨料流加工中磨料黏弹性对磨削效果的影响分析

本文应用流变学理论,建立了壁面滑移时磨料流在圆管中的壁滑流动模型。利用所建模型推导了磨料在圆管流动中的壁面压力和壁面滑动速度公式,建立了磨料黏弹性与壁滑速度间的关系。通过实验分析了磨料黏温特性对磨削效果的影响。结果表明:磨料的黏弹性对壁滑速度的影响较大,当黏度低于一定数值时,磨料的壁滑速度为零;温升导致黏度的降低是影响磨削效果的主要原因之一。     

哈夫滑块在外侧抽芯结构中的系列应用

通过实例，介绍了6类外侧抽芯注射模中，哈夫结构的6种变体应用和各自的特点，以及在设计和制造中，应当注意的细节，供同行们参考。     

八滑块PVC管材胀口模具设计

针对原有φ400mmPVC管材的胀口成型模具的不足,设计了八滑块结构的φ400mmPVC胀口模具．该模具尺寸精度高,性能稳定且制作成本低,在实际生产中取得了理想的应用效果。     

行星轧制过程中滑动系数的研究

采用理论分析方法,通过对行星轧制过程中横截面处的金属流动情况以及轧件的受力情况和扭矩的计算方法进行分析,得到了轴向滑动系数以及切向滑动系数的计算方法,将其与有限元模拟计算的结果进行对比分析。结果表明:变形区内的切向速度先缓慢减小,然后急剧减小到最小值,再有所增大;而变形区内轴向速度先缓慢增加,再急速增大,随后有个缓慢变化区,最后有所增大。本方法计算得到的滑动系数的变化趋势与采用有限元仿真分析得到的结果变化趋势是一致的;验证了该理论计算方法的正确性。通过对轧制变形区内的滑动系数进行理论计算,可以更为准确地描述轧制过程中的金属流动规律。     

分线盒注射模设计

分析了降低塑件成本的方法,针对批量不大的不同规格结构形式的分线盒,设计成一模多用的模具,只需更换模具中的几个关键零件就可以生产多规格形式的塑件,减少模具数量,成本费大幅度减少,大大提高企业的经济效益。     

基于铰链四杆机构的塑料管材扩口模具设计

介绍了铰链四杆机构的特点及大口径塑料管材的设计过程和铰链四杆机构在此类模具设计中的应用。通过对四杆机构的应用,合理优化了管材扩口模具的结构,提高了模具的使用寿命。     

32Cr2MoV复合镀TiN的滑动摩擦试验分析

对32Cr2MoV进行了复合镀膜处理以及滑动摩擦试验。结果表明,离子镀膜虽然加大了经过机械抛光的离子氮化试样的表面粗糙度,但在相同的实验条件下,离子镀TiN后,其摩擦力、磨损量、磨痕宽度、摩擦系数均有所减小,并且其承受的摩擦载荷大大提高。表面磨痕观察表明,二者为磨粒磨损,且离子氮化+离子镀TiN试样的磨痕沟槽较浅,因此经复合处理后的32Cr2MoV在滑动摩擦条件下也具有较好的耐磨性。     

不同冗余滑动方式对并联机床工作空间的影响

以三平动非对称(3-2SPS)并联机床为研究对象,着重研究冗余直线滑动和冗余圆弧滑动两种冗余滑块对机床工作空间的影响。对机床建立坐标系,确定两种滑动方式中冗余滑块的位置坐标,在同一坐标系下建立两种不同冗余滑动方式并联机床的位置反解模型,得到机构的反解运动方程,设置机床运动的约束条件,利用MATLAB软件对两种冗余滑动方式下并联机床的工作空间进行仿真,比较分析两种冗余滑动方式对机床工作空间的影响。     

32Cr2MoV复合镀TiN的滑动摩擦试验分析

对32Cr2MoV进行了复合镀膜处理以及滑动摩擦试验。结果表明．离子镀膜虽然加大了经过机械抛光的离子氮化试样的表面粗糙度，但在相同的实验条件下，离子镀TiN后，其摩擦力、磨损量、磨痕宽度、摩擦系数均有所减小，并且其承受的摩擦载荷大大提高。表面磨痕观察表明，二者为磨粒磨损，且离子氮化＋离子镀TiN试样的磨痕沟槽较浅，因此经复合处理后的32Cr2MoV在滑动摩擦条件下也具有较好的耐磨性。