基于功率跟踪式约束的发动机开关控制方法（英文）

针对传统控制方法控制精度低,且在一定程度上容易出现开关实际功率超过发动机可提供功率的情况,提出一种新的基于功率跟踪式约束的发动机开关控制方法。确定发动机开关控制过程中的最大功率。为了便于后续发动机开关控制的分析,介绍了开关支路的功率表达式。构建某支路在其它支路断开情况下的功率跟踪式约束。将功率跟踪式约束转化为适于发动机开关控制的形式。在功率跟踪式约束的条件下,将发动机滚转通道看作一个双积分环节。对发动机启动时间与运行时间进行调整,使其和开关力矩达到一致效果,实现开关控制。在控制量低于设定值的情况下,给出开关控制改进过程。实验结果表明:所提方法控制精度高\收敛性佳,能满足发动机对开关的要求。     

基于自抗扰控制技术的某舰船机械装置液压系统改进研究

由于某舰船筒盖液压系统存在非线性因素以及不确定的外部干扰,舰船筒盖开关盖过程的控制精度以及动作平稳性难以保证。为提高开关盖过程的控制精度以及平稳性,基于自抗扰控制方法开展了筒盖开关盖过程控制研究。仿真及试验结果表明：相比传统的 PID 控制,基于自抗扰控制方法提高了开关盖过程的轨迹跟踪精度,有效保证了开盖瞬间及到位瞬间的平稳性。     

高频感应焊接逆变电源PWM和PFM软开关控制

高频感应焊接逆变电源具有体积小、效率高、加热速度快等优点,但是传统设备采用的是整流调压方式,其控制精度低、动态响应速度慢,并且逆变器功率开关管经常工作在硬开关状态,引起较大开关损耗,使效率降低.文中提出一种使用自关断器件绝缘栅极晶体管作为功率开关,采用脉冲宽度调节方式和脉冲频率调节方式混合调功方式的高频感应焊接逆变电源的软开关控制方法,详细分析了电路的控制原理和工作模式,并设计出以锁相环为核心的控制电路.结果表明,这种方法实现了全部开关器件的软开关控制,具有功率调节范围宽,软开关调整范围广的优点.     

减少热输入控制叶盘焊接变形的数值模拟

采用数值模拟的方法分析叶盘的焊接变形具有重要意义.为预测叶盘的焊接变形,在Marc中建立了发动机叶片电子束焊接有限元分析模型,对航空发动机叶盘电子束焊接过程进行了三维数值模拟,根据功率和熔深之间的关系,用功率随深度变化的方法减少热输入,控制航空发动机叶盘焊接变形.结明表明,在满足焊透,保证焊接质量的情况下,采用功率随深度变化的方法减少热输入可以有效控制航空发动机叶盘的焊接变形,对精密控制航空发动机叶盘的焊接变形提供了理论依据和数值上的参考.     

液压挖掘机功率匹配控制系统研究

为了解决液压挖掘机发动机和液压系统之间功率匹配效率差,从而造成能源浪费的问题,设计了一种液压挖掘机功率匹配控制系统。控制系统集成了发动机转速控制、分工况控制、转速感应功率控制和自动怠速控制等技术,具有实用性强、系统节能性好、控制功能模块化设计、系统维护方便等特点。经过实际装车检验证明:挖掘机空载时,发动机转速控制精度高,最大误差为17 r/min;自动怠速模式中,发动机在高转速和低转速之间切换时响应速度快,调节时间大约为2.5 s;当挖掘机作业时,液压泵输入功率与发动机输出功率实时匹配,保证发动机转速稳定运行,转速最大掉速值在200 r/min以内,平均燃油消耗降低了5.6%以上。     

具有两种工作模式的注浆参数监测仪的研制

本文介绍了一种有手控和程控两种工作模式的调速系统，二者通过一个开关可以方便的切换，具有较好的灵活性和控制精度。并将这一系统应用于高压注浆参数监测中，单片机引入的恒压控制功能使对注浆过程的控制更加安全可靠，程序PID算法提高了控制精度。     

移相控制全桥零压零流软开关功率变换器谐振过程分析和参数设计方法

移相控制全桥软开关功率变换器广泛应用于各种电弧焊接与切割电源。针对焊接电弧的宽负载工作范围,为实现全负载范围的滞后臂功率器件软开关,对变压器一次侧串联饱和电感和隔直电容的移相控制全桥软开关功率变换器的谐振工作过程进行了深入的理论分析,提出实现滞后臂功率器件软开关的饱和电感设计准则,并对不同脉冲宽度和负载电流下的滞后臂功率器件软开关状态进行了仿真研究,验证了理论分析的正确性。在理论分析和仿真研究的基础上,给出了饱和电感总磁通和隔直电容大小的参数设计和选取方法。     

焊接设备——熔焊设备

在对典型全桥软开关功率变换电路进行研究与分类的基础上,提出并设计分析了采用辅助谐振网络的全负载范围零压零流软开关全桥功率变换电路拓扑。通过采用死区时间自适应调节的移相控制方法,使移相控制的死区时间与受电路能量影响的谐振过程协调配合,实现了超前臂功率器件全负载范围的零压开通和效果良好的近似零压软关断。     

焊接设备——熔焊设备

在对典型全桥软开关功率变换电路进行研究与分类的基础上,提出并设计分析了采用辅助谐振网络的全负载范围零压零流软开关全桥功率变换电路拓扑。通过采用死区时间自适应调节的移相控制方法,使移相控制的死区时间与受电路能量影响的谐振过程协调配合,实现了超前臂功率器件全负载范围的零压开通和效果良好的近似零压软关断。     

软开关谐振过程稳定性分析与PWM控制波形优化

在移相控制全桥功率变换器的软开关谐振过程解耦分析基础上,针对电源启动和焊接电弧负载频繁剧烈的动态变化过程,提出了一种"1-2-1"的余弦模式PWM控制波形.根据数字信号处理(DSP)的数字化脉冲宽度调制(PWM)生成原理,设计实现了基于"1-2-1"余弦模式的移相PWM控制波形,并进行了控制效果的试验验证.结果表明,采用此模式对全桥功率变换器进行移相PWM控制,不仅可以满足电源输出特性对PWM控制有效占空比的要求,而且可以保证超前臂并联谐振网络和变压器原边串联谐振网络的软开关谐振过程的动态稳定性,保持功率器件在电源启动和负载动态变化过程中的软开关状态.     

基于钨极倒影的GTAW三维焊缝位置检测

为了同时实现钨极惰性气体保护焊(GTAW)中弧长控制和焊缝跟踪,文中提出一种基于钨极倒影的焊缝位置检测新方法.该方法将所研制的视觉传感器固接于焊枪上,从侧前方观测熔池,拍摄得到的图像包含有钨极前端、熔池前部、焊缝棱边以及钨极在熔池中所成的像等元素.通过所提出的基于实际钨极中心线约束的弧长算法和基于熔池水平约束的钨极左右偏差算法,计算得到焊缝相对钨极的三维位置,以此为控制量可以实现三维精密焊缝跟踪.结果表明,该方法是有效的,检测精度达到±0.1mm,满足精密焊接应用要求.     

槽式太阳能热发电跟踪控制系统设计

针对太阳能利用效率不高和跟踪控制系统成本较高这两个制约太阳能应用的主要问题,研制了一套单轴槽式太阳能热发电跟踪系统。该系统的跟踪装置具有结构简单、制造成本低的优点。系统采用视日轨迹控制方法作为跟踪控制方法,采用PLC作为控制元件,驱动步进电机进行跟踪。试验结果表明,该系统的跟踪精度为±0.5°。     

基于跟踪微分器的移动机器人轨迹规划与跟踪控制研究北大核心

针对移动机器人的轨迹规划和轨迹跟踪控制问题,提出一种加速度和速度约束情况下,通过贝塞尔曲线拟合参考轨迹,再利用跟踪微分器规划平滑速度的轨迹规划新方法;基于Backstepping方法,建立机器人位姿误差方程并进行控制器的设计,同时分析了控制参数对轨迹跟踪性能的影响;将轨迹规划方法和控制算法结合,并在仿真平台和移动机器人实物平台上进行实验验证。实验结果验证了轨迹规划算法和控制器的可靠性及有效性,相比于未进行速度规划、速度不连续和滑模控制等方法,提出的方法控制平稳且有效减少了位姿误差。     

时变周期性参考输入的自适应重复控制系统设计

在凸轮研磨加工应用中,为符合特定加工条件,凸轮需要操作在变转速条件,这将使得输入信号变成所谓的时变周期信号,即是位置或角度的周期信号.因此,为降低时变周期信号的跟踪误差,提出了一种基于重复控制理论设计的具有线性时变特性的自适应重复控制器,使得角位移域内的时变周期信号得到衰减.采用自适应重复控制理论将定义在时域内的所有的控制信号转换成定义在角位移域内的信号,以使输入信号变成周期函数.针对直线伺服电机驱动的凸轮加工中心进行了仿真研究,结果表明所提出的控制方案是有效的,提高了系统跟踪精度,大大减小了跟踪误差.     

基于CCD传感器的球罐焊接机器人焊缝跟踪

主要研究以轮式移动机器人为本体的球罐焊接机器人的焊缝跟踪问题。轮式移动机器人本体难以实现实时、准确的运动轨迹控制 ,而球罐焊接工艺要求焊炬必须精确地沿焊缝以恒定的焊接速度焊接。为解决这一矛盾 ,本文首先设计了在一定运动约束条件下的轮式机器人本体与焊炬运动机构 ,建立了基于双CCD传感器的焊缝路径检测系统。在对轮式移动机器人在球罐表面移动时的运动学分析基础上 ,建立了机器人本体在一定误差范围内跟踪焊缝的控制模型 ,并设计了相应的控制策略。根据机器人与焊炬之间的运动约束关系 ,提出了焊炬位置实时精确的跟踪控制策略。现场工艺试验表明 ,所研制的球罐焊接机器人焊炬跟踪精度可达± 0 .5mm ,能够满足实际工程应用     

一种改进的非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制方法

针对非完整约束下移动机器人的轨迹跟踪控制中误差收敛速度和平滑性上存在的不足,提出了一种改进的非线性反推跟踪控制算法。在运动学模型的基础上,构造了简单的虚拟变量推导出了反推控制律,且通过Lyapunov函数证明了该控制律的稳定性,并引入了一个反馈控制律,得到了一种新型轨迹跟踪控制器。MATLAB仿真分析表明:改进的非线性反推控制律很好地改善了控制效果,跟踪误差能在较短的时间内收敛,具有良好的抗干扰能力。     

球罐全自动电弧焊设备

研制了一种球罐全位置全自动电弧焊设备,此设备主要由二维记忆跟踪系统与有轨式爬行机构组成。其主要特点是：在焊接第一层时,跟踪系统的微机对二维传感器的数据进行分析处理与记录,并控制焊头进行二维实时跟踪;在焊接第二层至盖面焊缝的各层焊接过程中,微机系统依据记录的量数据来控制焊摘头,实现二维记忆跟踪与自动分层摆动焊接。焊接试验结果表明,该设备跟踪精度高,焊缝成形好,可以用于球罐的全位置多层自动焊接。     

Process control of open and close of launcher’s hatch based on delay compensation and three variable controller

Our ship missile launch device switch cover part has been adopted hydraulic system with an action in the form of open loop control one way, causing motion accuracy cannot be guaranteed, become an important reason for restricting the development of the system. In order to improve the control precision of the switch cover process,based on electro hydraulic position servo system as the control object, using delay compensation solve the problem of hydraulic impact in the process of reversing valve commutation, using three variable controller to improve the movement accuracy. The controller of the design is experimentally tested, and two hydraulic cylinders are used to simulate the action of the switch cover and the interference force caused by the gravity of the well cover respectively, so as to control the interference and improve the precision of the motion. Experiments show that the control strategy can improve the precision of the switch cover.     

基于高斯基模糊神经网络的移动焊接机器人焊缝实时跟踪

对所研制的焊接移动机器人建立了运动学模型并设计了基于高斯基模糊神经网络的焊缝跟踪控制器.采用Denavit-Hartenberg(D-H)齐次坐标变换法分析了机器人本体和滑块对焊炬点位姿的运动学行为,建立了较为完整地运动学模型.在此基础上.提出了采用高斯基模糊神经网络实现焊缝实时跟踪的方法.采用高斯函数作为隶属函数,以滑块位置和小车方位角作为输入,焊炬的转向调整角作为输出,利用神经网络的自学习和自适应能力,实现模糊隶属函数和控制规则的在线修改.焊缝跟踪试验验证了所设计控制器的有效性,其跟踪精度可始终控制在±0.5 mm以内,满足实际焊接工程的需要.     

基于人机工程的主从机器人遥控焊接焊缝跟踪误差分析

主从机器人遥控焊接要求具有较高的运动轨迹跟踪精度和足够的焊接速度,但是当操作者手动操作主机器人控制从机器人末端焊枪跟踪焊缝时,焊缝跟踪精度不能满足焊接要求的原因至今未知.文中开发了一套由主端控制器、从机器人、工控机和激光传感器组成的主从机器人遥控焊接系统.从人机工程的角度分析了操作者手动操作主机器人控制从机器人末端焊枪跟踪直线焊缝时,影响焊缝跟踪精度的因素.结果表明,操作者的反应时间越长,焊缝跟踪精度越低,并且为了保证焊接过程的稳定性和焊接质量,焊接速度应该由机器人控制.