三轴仿真转台系统模型建立及解耦控制研究

三轴仿真转台的惯性耦合、速度耦合及重力效应是影响仿真精度的主要因素.采用 MATLAB 中simulink 的仿真方法研究三轴仿真转台系统动力学模型以及解耦控制算法.运用多刚体系统运动理论和拉—欧方程建立了系统动力学模型,提出了一种二阶系统反馈解耦控制方法,利用该控制方法设计了三轴仿真转台的解耦控制器,运用 MATLAB 软件的仿真工具箱,对三轴仿真转台整个机电系统进行了系统仿真,结果证明所提出的解耦控制方法及所设计的解耦控制器的有效性和实用性.     

三轴仿真转台系统模型建立及解耦控制研究

三轴仿真转台的惯性耦合、速度耦合及重力效应是影响仿真精度的主要因素。采用MATLAB中simulink的仿真方法研究三轴仿真转台系统动力学模型以及解耦控制算法。运用多刚体系统运动理论和拉－欧方程建立了系统动力学模型，提出了一种二阶系统反馈解耦控制方法，利用该控制方法设计了三轴仿真转台的解耦控制器，运用MATLAB软件的仿真工具箱。对三轴仿真转台整个机电系统进行了系统仿真，结果证明所提出的解耦控制方法及所设计的解耦控制器的有效性和实用性。     

Hill's方程的Magnus积分

基于Magnus积分方法,针对Hamilton系统下卫星编队绕飞轨道误差问题,对二阶Hill's方程进行了降阶变换和数值模拟.通过引进新状态变量将二阶动力学系统表示为一阶动力学系统,从而保留了原二阶动力学系统的典则性质.采用Magnus积分方法求解一阶系统方程,与传统四阶Runge -Kutta方法相比,该方法计算简单,精度高.文中采用该方法分析了两种绕飞半径的轨道误差问题,分析结果表明该方法具有良好的精度和稳定性.     

基于反馈线性化解耦的直驱H型平台滑模轮廓控制

针对直驱H型平台轮廓控制中轮廓误差受机械耦合影响的问题,提出一种基于反馈线性化解耦的直驱H型平台滑模轮廓控制方法.该方法采用输入输出反馈线性化理论对多变量、强耦合的直驱H型平台设计解耦控制律,将耦合模型解耦为独立的单输入、单输出的系统.为克服不确定项的影响,保证系统的鲁棒性,实现参考轮廓的精密跟踪,将滑模控制应用于解耦后的系统中.利用李雅普诺夫理论证明控制器的渐近稳定性.结果表明,所提控制方法能有效提高H型平台轮廓跟踪精度和系统鲁棒性.     

进给机构磁悬浮系统的解耦控制分析

进给机构的磁悬浮系统由于结构的特点在进给运动中存在着水平y方向及垂直z方向的磁力和位移耦合现象．为此,分析推导了该磁悬浮系统的动力学方程,建立了相应的磁悬浮控制系统的状态方程．理论分析计算及仿真结果表明：通过采用状态反馈结合输入变换,可以使原来包含着变量间耦合的复杂控制系统实现解耦控制,简化了磁悬浮系统的控制过程,有利于提高进给机构运动的平稳性和定位精度．     

微/纳传动平台的位移耦合分析

根据机械设计、机械原理、有限元法及线性分析理论,建立微/纳传动平台的有限元模型,推导该平台的位移耦合计算公式,得到该平台沿各方向运动的解耦方程.结合耦合分析图,分析微/纳传动平台多尺度的位移耦合影响,获得该平台沿X、Y、Z轴移动以及绕X、Y轴转动的位移耦合规律,其中沿Z向运动引起的位移耦合最小,定位精度最高;沿X、Y向运动引起的位移耦合最大,对位移耦合影响较大的运动分支进行位移补偿.通过搭建的实验平台进行测试,将实验结果与有限元仿真和理论计算结果进行对比分析,结果基本一致,验证了该平台位移耦合分析方法的正确性.     

六维运动船舰小车平台对准系统研究

针对船舰分段对准运动的多维干涉,提出六维运动解耦分解为三维运动的方法.在分析小车平台的3个旋转和1个平动运动方程的基础上,对六维系统的三维直线运动进行处理,提取出三维直线运动的分量.将船舰对准系统上位机采用工控机,下位机采用西门子SIMATIC S7-200PLC,采用船舯线为旋转轴,避免了行程过量和运动干涉.实验结果表明:空间六自由度的运动解耦方法精度达到0.1 mm,实现了船舰焊接工艺的定位要求.     

多框架光电平台动力学建模及耦合分析

机载光电稳定跟踪平台常采用两轴四框架的结构形式以扩展跟踪范围.该结构的内外框架间由于机械连接产生耦合.为指导控制系统设计,利用坐标变换建立了系统的运动学方程,以欧拉动力学方程为基础建立了保证外框架随动精度情况下各转轴的动力学方程.通过运动学、转动惯量及惯性力矩的耦合分析阐述了此结构光电平台的特性.给出俯仰通道和方位通道的系统方框图.模型及分析结果为多框架光电平台的机械结构和控制系统设计提供了依据.     

基于IMC-PID的大型重载多缸升降平台同步控制算法

针对大型重载多缸升降平台对升降同步精度要求的情况,提出了一种基于内模控制原理的闭环PID控制方法。通过对升降平台原理和应用工况分析,建立液压系统模型和IMC-PID模型,并进行仿真分析。仿真结果表明:该模型具有良好的鲁棒性和稳定性,控制精度大幅度提高。     

基于自适应模糊PID平面倒立摆的建模与仿真

该文采用拉格朗日方程建立平面倒立摆系统的动力学模型,并通过X轴和Y轴两个方向分步控制,将非线形、强耦合、多变量的平面倒立摆系统数学模型进行非线形解耦,得到X轴和Y轴方向解耦的非线形倒立摆模型,并设计了自适应模糊PID控制器。证实了自适应模糊PID控制策略稳定时间短,同时使系统具有良好的鲁棒性。     

磨煤机控制系统优化的实现

基于300 MW单元机组仿真机平台,获取磨煤机控制系统的各控制对象的动态特性曲线,经辨识得到控制对象数学模型.鉴于磨煤机控制系统的多变量耦合效应,采用前馈补偿解耦控制方法来实现解耦,以此来优化磨煤机控制系统的控制品质,并在Simulink仿真软件平台上实现了对该控制系统的优化仿真.本研究为现场控制系统优化提供理论基础,具有实际的工程化的指导价值.     

主动控制技术在飞机侧向运动模态中的应用

研究了主动控制技术在飞机侧向运动模态中的应用。用动态逆方法对多变量系统解耦。对修正因子、比例与积分因子寻优，获得性能优良的模糊控制器。将动态逆与模糊控制方法相结合，构成了一种动态解耦模糊控制综合方法。用该综合方法对某飞机侧向直接力控制系统进行了设计，并与动态逆方法进行了比较，提供了鲁棒性验证与仿真比较结果。仿真结果表明，该综合方法能够对飞机侧向模态进行良好的控制，并能够有效地抑制系统内部参数变化对系统输出的影响。     

基于微分几何理论的感应电机解耦控制

感应电机是交流调速系统本体部分，感应电机的解耦控制是使系统达到优良性能的主要问题.研究了感应电机的解耦控制问题.将感应电机5阶非线性模型转换为仿射非线性系统形式，基于非线性系统微分几何理论对新模型进行坐标变换，借助非线性系统的解耦方法，将其分解为转速和磁链两个独立子系统，使得电机转速和转子磁链实现了动态解耦.仿真实验表明，给出的方法具有良好的控制效果.     

球磨机单神经元自适应PID解耦控制系统仿真

针对球磨机制粉系统的多变量、强耦合、非线性和时变性等特点,提出了球磨机自适应神经元PID解耦的控制方法.将静态解耦逆矩阵与球磨机对象串接,以解除球磨机多变量之间的耦合,再采用两个单神经元自适应PID控制器对解耦后的两变量对象进行闭环控制.仿真结果表明,该控制法相比常规的PID解耦控制法有更好的控制品质,跟踪快、鲁棒性强、解耦好,可较好地解决球磨机系统的时变性、耦合性等问题.     

动态逆与模糊控制方法在飞控系统中的应用

首先用动态逆方法,对多变量系统进行解耦;然后将带优化修正函数的模糊控制规则自调整方法与动态逆方法相结合,构成了一种动态解耦模糊集成控制方案,并用该方案对AFTI／F－16飞机的直接升力控制系统进行了设计与仿真。仿真结果表明,集成控制方案能有效地抑制系统内部参数扰动对系统输出产生的影响,取得了良好的控制效果。     

基于逆控制的直线电机驱动磁悬浮平台推力系统

介绍一种新型的磁悬浮平台，由于该直线电机驱动的磁悬浮平台的推力系统是一个多变量、非线性、强耦合的对象.为了达到较好的控制效果，应用逆控制算法，对它进行解耦控制，使其成为无耦合的三个子系统.然后根据线性系统理论进行主通道控制器的设计.同时配以速度前馈控制器来改善动态性能.仿真实验结果表明，这种控制方案达到解耦的效果，有良好的动态、静态特性，满足半导体微细加工、电路板制造、微组装系统、高速贴片等高精度定位的场合.     

飞翼无人机非线性控制设计方法

为实现飞翼无人机的机动飞行,以带有流体矢量方向舵的飞翼无人机为设计对象,采用非线性设计方法设计了控制器,并进行飞行验证.针对飞翼无人机的机动飞行控制存在各种耦合和扰动的特点,设计内环线性化解耦以消除已知不利的耦合项,外环反步跟踪方法进行航迹跟踪的控制律结构,证明了该控制结构的稳定性.同传统反步控制方法相比,该控制器增加了内环解耦结构,并在控制结构中保留气动阻尼项,使得线性化后的系统为弱非线性系统.该结构不仅可以降低外环控制器设计的保守性,而且便于工程实现.仿真和飞行试验表明,该控制方案是有效的.     

基于DSP异步电机矢量控制系统的数字化构建

为了使异步电机有较好的简捷控制及动、静态性能,在T模型下应用矢量控制方法及空间矢量脉宽调制技术建立了基于转子间接磁场定向的变频调速系统,结合矢量控制策略及SVP-WM实现方法运用DSP数字化控制技术构建了异步电机矢量控制系统实验平台,实验结果表明该模型解耦控制合理有效,对异步电机控制有着较好的动、静态性能,实现方法简单便于工程应用．