基于Modelica语言的柔性结构振动控制仿真

柔性结构在快速定位过程中容易产生长时间的瞬态振动而影响定位速度和精确度,因此必须对其进行主动控制。然而,柔性结构振动控制的仿真一直存在难以建模的问题。该文为此提出一种基于Modelica语言的新的仿真途径。它具有建模工作量小、模型重用性好的特点。对一个空间梁型结构振动控制的仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于遥测技术的新型传感器柔性结构振动优化控制方法

为了提高新型传感器柔性结构振动抑制能力,提出基于遥测技术的新型传感器柔性结构振动优化控制方法。在速度坐标系、体坐标系下构建新型传感器柔性结构的振动动力学模型,采用卡尔曼滤波方法实现对新型传感器柔性结构振动参数的融合调节和小扰动抑制。采用气弹模态参数识别方法,进行新型传感器柔性结构的振动模态参数识别,提取新型传感器柔性结构振动特征量,采用遥测技术进行新型传感器柔性结构振动惯性参数识别,结合状态反馈调节方法进行稳定性控制,实现新型传感器柔性结构振动优化控制。仿真结果表明,采用该方法进行新型传感器柔性结构振动优化控制的自适应性较好,具有很好的振动抑制和控制能力。     

无杆气缸驱动的柔性机械臂振动控制

提出了一种无杆气缸驱动的柔性机械臂定位和振动抑制系统,采用脉冲码调制(pulse code modulation,PCM)方法实现.首先,推导了气动驱动柔性臂的系统模型,对采用的复合定位和振动抑制控制算法进行理论分析.其次,气缸行程长、气体具有压缩性以及气动驱动存在非线性和阀门开关有时延等因素会引起控制作用的滞后问题,容易激发高阶模态的极限环振荡,导致观测和控制溢出,这将影响控制系统的稳定性.为了克服上述问题,在控制算法中引入时延补偿、低通滤波法.最后,进行气动驱动柔性臂同时定位和振动抑制的试验研究.试验结果表明,采用的气动驱动控制方法可以有效地抑制柔性臂的低频模态振动,并同时实现定位.     

柔性机械臂用压电驱动器实现精密定位控制的研究——解析模型、作业空间和可操作性分析

本文提出了利用柔性机械臂的柔性并通过压电驱动器实施精密定位，实现微位移和微力操作的思想．为此针对二连杆柔性机械臂建立了其微位移、微力操作的解析模型，并理论和仿真分析其可达作业空间能力及其可操作性．通过应用例子仿真研究表明方法的有效性，拓宽了压电驱动器应用于柔性机械臂振动控制的思想     

柔性机械臂用压电驱动器实现精密定位控制的研究——解析模型、作业空间和可操作性分析

本文提出了利用柔性机械臂的柔性并通过压电驱动器实施精密定位，实现微位移和微力操作的思想．为此针对二连杆柔性机械臂建立了其微位移、微力操作的解析模型，并理论和仿真分析其可达作业空间能力及其可操作性．通过应用例子仿真研究表明方法的有效性，拓宽了压电驱动器应用于柔性机械臂振动控制的思想     

智能柔性机械臂的建模和振动主动控制研究

针对伺服电动机、谐波齿轮减速器、柔性臂及压电致动器组成的智能柔性机械臂系统,基于假设模态法和Hamilton原理建立系统动力学方程.为了实现系统较高精度的位置控制,同时快速抑制柔性臂的弹性振动,提出了对伺服电动机采用PD(proportional derivative)控制、对压电致动器采用模糊(fuzzy)控制的复合控制策略.在数值仿真分析的基础上,搭建了智能柔性机械臂系统测控平台.数值仿真和实验结果表明所提出的控制策略是可行的:PD控制算法控制伺服电动机以较高的位置精度完成了系统运动控制,模糊控制算法控制压电致动器较快地抑制了柔性臂的弹性振动.实验中柔性臂的振动衰减时间由6.5s缩短为3.5s,提高了柔性臂末端的定位控制精度,改善了系统的操作效率.     

柔性智能结构的振动主动控制仿真和实验研究

基于模态坐标表示的含压电片结构横向振动系统方程,采用独立模态法直接针对系统的高阶模型设计控制律,利用劳斯判据证明由所设计的控制器引起的控制溢出可被有效抑制,极大地降低了由于模型降阶引起的误差。同时,对压电柔性悬臂梁的高阶振动模态进行主动控制仿真模拟和实验研究,结果表明施加主动控制后柔性悬臂梁的模态阻尼显著提高,受控悬臂梁的振动得到了快速抑制。仿真计算和实验结果取得了良好的一致性。研究结果表明,利用压电陶瓷作为驱动元件,采用独立模态控制法实现柔性结构的振动抑制是一种高效的振动主动控制方法,在航天航空等领域中     

柔性臂仿人智能变结构控制

柔性臂的位置控制中，最大的难点是柔性振动的抑制，常规控制方法往往不能同时得到良好的关节跟踪轨迹和对柔性振动的补偿。本文提出了仿人智能变结构控制方法，此方法综合了仿人智能控制与变结构控制的优点，仿真结果表明，这种控制方法能有效的抑制柔性振动，同时具有良好的关节跟踪能力。     

输入有界的自由漂浮柔性空间机器人轨迹跟踪控制

针对自由漂浮柔性空间机器人轨迹跟踪控制问题, 首先利用拉格朗日和假设模态法建立了动力学模型. 分析系统动力学模型, 综合考虑欠驱动、柔性振动等特点, 将其简化为一种带有柔性振动扰动完全可控的动力学模型; 在此基础上, 考虑控制输入受限, 提出一种自适应状态反馈控制策略. 该策略采用自适应技术实时在线学习柔性振动扰动参数, 从而保证控制律对柔性振动扰动具有良好的鲁棒性; 最后, 基于Lyapunov方法证明了该控制策略能够实现关节期望轨迹的跟踪. 仿真验证了该控制策略对控制输入受限系统轨迹跟踪控制的有效性和可靠性.     

柔性臂仿仿人智能变结构控制

柔臂的位置控制中，最大的难点是柔性振动的抑制，常规控制方法往往不能同时得到良好的关节跟踪轨迹和对柔性振动的补偿，本文提出了仿人智能变结构控制方法，此方法综合了仿人智能控制与变结构控制的优点，仿真结果表明，这种控制方法能有效的抑制柔性振动，同时具有良好的关节跟踪能力。     

消隔组合X型减振器设计与动力学分析

本文将一种X型结构与线性弹簧阻尼减振器相结合构成一种兼具消振和隔振性能的新型X型减振器.基于拉格朗日方法建立单自由度线性振子耦合消隔组合X型减振器系统的动力学方程,应用谐波平衡法得到系统稳态响应的近似解析解,并通过Runge Kutta法得到系统的数值解验证解析解的正确性.讨论了不同的基础激励下新型X型减振器对系统的响应幅值以及位移传递率的减振效果.此外,分析了不同参数对系统的幅频响应曲线以及位移传递率的影响.研究结果表明,新型X型减振器不仅可以将线性刚度转化为非线性刚度,还可以为系统提供负刚度,拥有优秀的消振和超低频隔振性能.     

基于运动放大的振动结构的模态识别

快速准确地获取结构的振动信息是确定结构模态参数的关键。随着计算机视觉和高速相机技术的发展,视觉测量振动逐渐受到人们的重视。对一种可检测结构微小运动的计算机视觉技术进行了研究,并将最新的实时运动放大算法用于振动结构的模态识别。此算法可在不提取位移的情况下直接展示振动结构的模态特征。为了验证提出方法的可行性,以悬臂梁为例搭建了加速度计和高速相机的模态识别实验系统,并依据理论模态对其实验数据进行模态置信准则(MAC)检验。分析实验结果表明：提出的方法可以识别振动结构的模态参数。     

离心机转子减振控制:一种新型的自适应混合控制*

本文提出了一种减小离心机转子振动的新型控制方案。     

基于振动加速度信号与应力信号的掘进机载荷识别方法

针对煤矿井下工作面设备的动态载荷难以直接获得的问题,提出了一种基于振动加速度信号与应力信号的掘进机载荷识别方法,介绍了该方法的基本原理及实现步骤;以EBZ260型掘进机在地面开展的假岩壁截割为实验对象,选取掘进机从开始截割到停止共11s的数据进行分析,得出掘进机在截割过程中振动加速度平均能量与平均应力的对应关系,采用最小二乘法得出振动加速度平均能量与平均应力的拟合曲线,由拟合曲线即可得到振动加速度平均能量与平均应力的函数表达式。该方法为通过振动加速度间接测试掘进机动态载荷提供了新途径。     

CEEMDAN在变压器振动信号提取中的应用

有效提取变压器振动信息对于识别变压器运行状态具有重要的现实意义.本文提出一种基于自适应白噪声完整集成经验模态分解(CEEMDAN)的变压器振动信号分析方法.论文首先采用CEEMDAN将原始变压器振动信号分解成有限的固有模态分量(IMF),之后利用相关系数(CC)提取有效的IMF分量.最后,将提取出的有效IMF分量进行信...     

用小波分析提高随机振动频谱均衡性能的研究

研究了一种改进的随机振动系统的频谱均衡自调整算法 ,通过对随机振动对数功率谱模型的分析 ,提出了其离散小波变换的系数噪声可近似为高斯分布 ,设计了与尺度相关的阈值非线性处理方法对随机振动功率谱进行平滑 .与传统方法相比 ,缩短了均衡时间、提高了系统的均衡精度 .经实际运行表明该方法是成功的 .     

Decreased vibration control for centrifuges: A new adaptive hybrid control technique

This paper presents a new control approach which can restrain the vibration of centrifuges. In the new scheme, changed support stiffness and self-tuning feedforward PID control of the decreased vibration force are effectively combined. Some advanced techniques, (such as adaptive modification for unstable vibration regions, two-level computer control, curve-tracking control, are used to make the centrifuge system run in a minimum-vibration state. A horizontal centrifugal experiment is used to test the new control method. Experimental results show the effectiveness of the proposed scheme.     

Smooth online time-varying input shaping with fractional delay FIR filtering

Time-Varying Input Shaping has been proven effective in suppressing unwanted mechanical vibrations in industrial robots. However, no appropriate method exists for robots with online trajectory generation and position control with feed-forward torque. Based on detailed analysis, a new method is proposed, which employ Discrete Time Time-Varying Input Shaping Technology with an alternative discrete time convolver named the Output Side Algorithm FIR filter combined with numerical differentiation. Second, the proposed method is extended to be seen as a Fractional Delay FIR filter, which can be extended to higher order for additional effectiveness, and hereby forming a second new method. Numerical simulations are conducted on a simple time-varying dynamic system with parameters based on a UR10e robot. The simulations show very good vibration suppression with the two new methods, which have great potential application to the vibration control of practical robotic systems.