基于LabVIEW算法作动器时滞的试验研究

以信号处理为基础,根据谐波激励特征,结合离散傅里叶变换推导了振动主动控制中时滞测量算法的理论。在图形化开发软件LabVIEW编程实现该算法,并进行了仿真验证。为将该算法应用于实际中测量时滞,依据振动主动控制工程背景,试验研究了在振动主动控制中时滞量较大的作动器的时滞规律。为研究时滞量和输入控制电压信号参数之间关系,对作动器进行了时滞试验方案设计,得到作动器时滞量与输入电压信号的频率和幅值参数变化之间的关系图,基于试验结果进一步总结电磁式作动器的时滞变化规律。     

消振作动器伺服控制系统策略研究

针对主动消振用电力作动器及其控制系统的特征,建立了电力作动器的数学模型,并研究了基于电力消振作动器用双电机伺服控制系统策略。分析了伺服三环控制策略,并对各环路参数进行整定。同时针对偏心轮式负载的周期性脉动转矩对系统输出力的影响,建立了偏心轮周期性脉动负载模型,通过负载前馈策略来抑制负载周期性的脉动。最后,对上述系统进行了仿真和实验,实验结果显示输出力的力幅误差降低至5%,力幅变化300N所需的时间小于0.5s,满足系统减振的指标要求,实现了优化伺服控制策略的目的。     

电驱足式机器人关节作动器研究综述

机器人关节作动器的设计是保证机器人高性能运作的关键。该文首先介绍了机器人的主要分类:轮式、履带式和腿足式;然后简述了机器人的主要驱动方式:气驱动、液压驱动和电驱动;接着从结构构成、主要优缺点和应用场景等方面详细阐明了电驱足式机器人的3类主流关节作动器,并结合现有典型关节作动器产品分析其电机本体与控制的方案差异,归纳了目前主要面临的研究难点与现有解决方案;最后对电驱足式机器人关节作动器技术的发展给出了总结和展望。     

一种新型直线旋转永磁作动器的分析与实验

现有的直线旋转作动器多采用直线作动器和旋转电机组合构成,结构复杂、控制精度差.该文提出了一种能实现独立或同时产生直线和旋转运动的新型直线旋转永磁作动器.分析了该作动器的结构特点和运行原理,建立了该作动器的圆弧直线等效磁路模型,推导出了旋转转矩和直线力的计算表达式.采用三维有限元方法分析了空载磁场分布,验证了磁路模型中定子永磁磁通的计算结果.最后,在所设计的样机上进行了原理性的验证,等效磁路法和有限元分析结果与实验数据吻合较好,表明等效磁路模型的计算精度能够满足工程设计分析的要求,所提新型LRPMA具有可行性.     

基于主动悬架的整车车身姿态控制策略研究

针对车辆在行驶过程中产生的车身姿态失衡问题,提出了一种基于姿态补偿的主动悬架整车车身姿态控制策略。在建立整车七自由度动力学模型,并基于随机路面进行实车试验验证整车模型的准确性的基础上,构建了模型预测控制器,根据状态观测器估计的各信号求解各个悬架的垂向控制力以衰减车辆垂向振动;进而以模糊算法为基础设计车身姿态补偿控制策略,使电磁直线作动器产生反作用力以抑制车身姿态恶化。选取某型号直线电机作为主动悬架力源,将垂向控制力与姿态补偿力合并得到各悬架控制所需电磁作动力,以此计算电机所需目标电流,并通过MATLAB/Simulink平台对主动悬架系统进行仿真。仿真结果表明：所提出的基于主动悬架的整车车身姿态控制策略在不影响车辆垂向控制效果的基础上,能够大幅降低车辆质心侧倾角和俯仰角的均方根值,车身姿态得到有效控制。     

双桶洗衣机脱水系统振动与噪声实验分析

双桶洗衣机脱水系统由脱水电机直接驱动,转速可达１４００ｒｐｍ,由于脱水桶结构的特殊性,带负载时系统质心比减振簧支承面高出许多,脱水桶负载的偏心很容易引起振动、噪声。本文讨论了双桶洗衣机脱水系统的固有频率和工作状态下的振动、噪声,分析了振动、噪声的频率...     

离心式作动器的设计与性能分析

离心式作动器的适应频带宽、输出力大、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、需用功率较小,很有优势。而国内基于离心式作动器的ACSR技术在直升机上的应用很少,因此,研究出一种新型的易于控制的离心式作动器很有必要。两个相同的偏心质量块同速反转时产生的离心力只有竖直方向上的,在此理论基础上,设计了一种输出力只有竖直方向上的新型离心式作动器,并且可以通过调节电机的角加速度轨迹对作动器输出力的幅值、相位、频率进行控制,最后基于LabVIEW对所提出的控制算法进行了仿真研究。仿真结果表明,在主动控制过程中,根据输入的目标信号,电机的角加速度轨迹进行了相关的改变,从而使得作动器的输出力信号得到了很好的控制,最终输出要求的目标信号。     

无刷直流电动机在全电刹车系统中的应用

提出了一种用无位置传感器的无刷直流电动机来作为电作动器的驱动电机的思想。除了具有一般无刷直流电动机的体积小、重量轻的优点,更增强了飞机的维护性与可靠性。在分析了各种电机性能的基础上,利用Matlab软件对无位置传感器的无刷直流电动机进行建模、仿真。仿真结果表明,系统能满足飞机刹车系统性能指标,具有较高的稳定性、鲁棒性、安全性,达到较高的刹车效率。     

基于DSP的开放式运动控制器的设计

为了使运动控制器对多种电机具有通用性,结合数字信号处理器（DSP）技术和PC技术的强大优势,开发了一种新型的开放式运动控制器。该控制器可以驱动步进电机、变频调速异步电机和伺服电机,大大提高了运动控制器的通用性和可扩展性。通过在绗缝系统中的测试验证了该运动控制器的实用性。     

同步磁阻永磁电机在电动作动器中的应用

高功率密度和高可靠性电动作动器是全电飞控系统发展的一个重要方面 ,其中电机及其控制系统是其中最重要的部件之一 ,是实现全电飞控系统的关键技术。同步磁阻永磁电机作为一种同步磁阻 (SynR)电机和同步永磁电机 (PMSM)相结合而产生的一种新型电机 ,是电动作动器用电机的重要候选者之一。本文首先介绍了该电机的基本结构和工作原理以及研究现状 ,然后给出了它的基本电磁方程和一般的分析方法 ,指出场分析是研究该类电机必不可少的方法 ,并指出机电一体化设计是其能否得到有效应用的关键。随后重点分析比较了它在电动作动器应用中的优势 ,指出同步磁阻电机的高可靠性、高效率、高功率密度、自然双余度、宽恒功率范围等特性决定了它在电动作动器甚至整个航空行业中具有广阔的应用前景     

基于DSP的开放式运动控制器的设计

为了使运动控制器对多种电机具有通用性,结合数宁信号处理器(DSP)技术和PC技术的强大优势,开发了一种新型的开放式运动控制器.该控制器可以驱动步进电机、变频渊速异步电机和伺服电机,大大提高了运动控制器的通用性和可扩展性.通过在绗缝系统中的测试验证了该运动控制器的实用性.     

载波移相对直线电机高频振动抑制的研究

PWM驱动电机系统中,在功率元件开关状态下会产生高频振动。针对变频驱动多相直线电机高频振动噪声的问题,提出使用载波移相技术降低噪声。根据电机振动与磁动势间的关系,推导了双绕组互移30°的多相直线电机磁动势的计算公式,经过分析得出结论:通过调节载波移相角,进而调节电机两绕组电流中的高频谐波的角度差,有效地抵消了电机合成磁动势的高频分量幅值,并推导和分析了最优移相角度的选择,最后进行了仿真,验证180°为最优移相角。     

同步磁阻永磁电机在电动作动器中的应用

高功率密度和高可靠性电动作动器是全电飞控系统发展的一个重要方面，其中电机及其控制系统是其中最重要的部件之一，是实现全电飞控系统的关键技术。同步磁阻永磁电机作为一种同步磁阻(SymR)电机和同步永磁电机(PMSM)相结合而产生的一种新型电机，是电动作动器用电机的重要候选者之一。本文首先介绍了该电机的基本结构和工作原理以及研究现状，然后给出了它的基本电磁方程和一般的分析方法，指出场分析是研究该类电机必不可少的方法，并指出机电一体化设计是其能否得到有效应用的关键。随后重点分析比较了它在电动作动器应用中的优势，指出同步磁阻电机的高可靠性、高效率、高功率密度、自然双余度、宽恒功率范围等特性决定了它在电动作动器甚至整个航空行业中具有广阔的应用前景。     

飞机双余度全电刹车驱动控制器设计与研究

为了提高飞机刹车系统的可靠性,采用冗余技术,设计双余度全电刹车驱动控制器。以双余度无刷直流电动机为核心的刹车作动器为被控对象,采用均流策略等控制策略,完成驱动控制器的软硬件设计。利用MAT-LAB/Simulink,对双余度无刷直流电动机本体和系统整体进行了仿真验证。仿真结果和实验结果表明,刹车压力能很好地跟踪压力给定,电机两个余度绕组实现电流均衡,整个系统超调小、稳态精度高、性能优良。     

CNC齿轮测量中心永磁同步电动机驱动系统设计

对CNC齿轮测量中心的旋转轴永磁同步电动机伺服驱动系统进行了设计优化。分析了id=0电流控制方式下的矢量控制基本原理和转速测量方法,采用了SVPWM控制策略和速度外环的模糊自适应PI控制,与传统的PI控制相比,消除了稳态误差,提高了系统响应速度,减小了超调,使系统具有良好的动、静态特性。通过Matlab/Simulink仿真、硬件实验,结果表明了电机在低速情况下能够稳定运行,验证了所设计的驱动系统的可行性。     

计及动子振动的直线超声波电机驱动性能分析

文章研究了动子的振动对驻波型直线超声波电机驱动性能的影响。在传统驻波型超声波电机的驱动机理的基础上,通过在定子的不同振动阶段建立动子振动时的驱动力数学模型,研究了动子振幅对驻波型直线超声波电机驱动性能的影响。理论分析表明,动子振幅越大,电机的驱动性能下降越严重。在此基础上,文章通过采用U型结构动子,并附加阻尼的方式,有效的降低了动子振幅,提高了电机的输出。有限元分析证明了动子的减振效果,实验证明了理论的正确性和方案的可行性。     

非对称波驱动的非接触式超声电机

通过对一种非接触式压电电机试验样机的构造进行分析及实验,验证非对称波驱动机理.在有限元分析的基础上对电机进行了阻抗测试,确定了该电机的有效工作频率;通过振幅测试验证了非对称波的存在,测量了频率及驱动电压与电机转速之间的关系,比较了电机两种调速方式的优缺点.实验数据为非对称波驱动的压电电机的应用研究奠定了基础.研究工作表明,非对称波具有驱动能力,据此构建的压电电机具有结构简单、驱动方便等特点.     

新型塔形压电式粘滑直线作动器

为了达到纳米级的定位精度,并考虑到压电式粘滑作动器能够达到极高的定位精度(5 nm),研发了一种塔形压电式粘滑直线作动器。该作动器由塔形定子和动子构成,其中塔形定子由4片压电陶瓷与金属弹性体粘接构成,动子在预压力的作用下与定子保持接触。当输入锯齿波激励信号时,塔形定子利用y-z面内强迫弯曲振动来激发定子驱动足产生非对称切向振动,从而驱动动子正反向运动。在分析电机工作原理的基础上,制作了原理样机及其实验装置,然后进行了模态实验和机械特性实验。实验表明:锯齿波激励信号的峰峰值电压400 V、预压力6N的条件下,当激励频率8 000 Hz,该作动器速度最大,为1.2 mm/s;当激励频率1 Hz,该作动器速度最小,为35 nm/s。     

基于有限元无刷直流直线电机参数优化

直线控制系统要求直线电机作动器输出的电磁力要大,电磁力波动要小。本文以之作为优化目标,针对直线电机的气隙长度、永磁体厚度、槽口宽度、齿宽/齿距比等进行结构优化设计,分析了影响直线电机作动器输出电磁力的大小和稳定性的各种因素。     

新型机电作动器作动模块的瞬态特性分析

目前飞机作动器存在传动链长的问题,影响了作动器系统的效率和性能。本文提出了以直接驱动为目的的机电作动器研究方案,通过对作为作动模块的圆筒型直线感应电动机的研究,建立了数学模型,同时借助多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics建立了该电动机的动态仿真模型,对其瞬态特性和气隙磁场进行了仿真计算,得到了气隙磁场和次级感应电流的分布情况及次级受力和速度特性。通过与文献对比,证明了本方法的正确性和有效性,对飞机电作动器的研制具有重要意义。