推力磁轴承的力学特性及其对径向磁轴承的影响

讨论了计入推力盘静态倾斜影响后的推力磁轴承的力学特性,导出了其静、动特性的系数公式,并结合某涡轮膨胀机的推力磁轴承进行了实例计算。结果表明,推力盘的静态倾斜对推力磁轴承的力学特性产生显著影响,并改变径向磁轴承的静负荷分配,使得推力磁轴承与径向磁轴承之间产生强烈的耦合作用。该结果可用于5自由度磁悬浮轴承－转子系统的机电耦合动力学研究。     

空气焓差法试验台空调系统在线辨识算法的研究

对空气焓差法试验台空调系统的温度控制进行了动态特性分析并建立了数学模型.采用了带遗忘因子的递推最小二乘和基于零频率的模型匹配的联合辨识算法对空调系统进行在线辨识.仿真结果表明,该联合算法计算量较少,具有良好的辨识精度,可以不断提供试验台空调系统温度控制对象的实时模型.该辨识算法为空调对象的自适应控制提供了重要的手段.     

二自由度悬架质量辨识

车辆行驶过程中由于簧载质量及减振器温度的变化,悬架参数并不是固定不变的,在悬架的控制中需要对悬架参数进行辨识。首先建立二自由度悬架动力学模型,然后建立运动微分方程,在微分方程中加入滤波器得到仅包含加速度信号的输入输出方程。通过四分之一台架试验得到簧上簧下质量的加速度信号,基于递推最小二乘算法使用五个滤波器自然频率及五个滤波器阻尼比对悬架参数分别进行辨识,得到悬架辨识质量、辨识阻尼、最佳滤波器自然频率范围以及最佳滤波器阻尼比范围。通过加入滤波器,采用各加速度信号为输入,在悬架辨识中使得信号的采集更加简单。     

系统辨识在轮式移动机器人转向系统中的应用

应用系统辨识方法对轮式移动机器人转向系统的数学模型进行了研究.首先对系统施加合适的输入信号,记录系统的输出信号,并进行试验建模,最后推导出被控对象的数学模型.经过验证,辨识模型能够反映实际系统的特性,这种辨识方法是研究轮式移动机器人转向系统特性的一种可行方法.     

车用燃料电池欧姆内阻辨识算法

针对车用燃料电池欧姆内阻辨识问题,以质子交换膜燃料电池工作原理为基础,建立电池的等效电路模型。利用电路相关知识建立等效电路的数学关系模型,在此基础上推导出模型的差分方程。介绍目前参数辨识使用比较广泛的递推最小二乘法,并结合实车NEDC工况估计出电池的欧姆内阻。在Simulink仿真平台上验证了该算法的收敛性、有效性以及良好的鲁棒性。与现有方法相比,该方法具有在线实时估计、无需额外激励源以及硬件电路支持、算法较简单等优点。     

基于模态参数提取的随机子空间辨识算法改进

随机子空间辨识(SSI)算法在大型结构的振动检测、损伤识别中有着重要的作用。引入稀疏优化取代最小二乘法来获得尽可能稀疏的状态矩阵,引入Kmeans算法从众多模态参数中选出真实模态,以避免虚假模态的产生。实验结果表明,所构建的稀疏改进SSI算法能准确提取模态参数,对工程应用具有较大的参考价值。     

汽车座椅座垫非线性模型参数辨识研究

基于遗忘因子递推最小二乘法对汽车座椅座垫非线性模型参数辨识展开研究。首先根据汽车座椅座垫非线性特性,建立驾驶员处的人体-座椅单自由度非线性动力学模型;然后,在沥青路面上对某款轿车进行随机输入下的汽车平顺性试验,测量得到驾驶员座椅和座椅底部地板垂向加速度时间历程;最后基于遗忘因子递推最小二乘法,利用试验实测数据对座椅座垫非线性模型参数进行辨识与分析,分析结果将为座椅乘坐舒适性改善、汽车平顺性优化及控制研究等提供技术支持。     

挖掘臂的液压缸摩擦模型辨识与分析

挖掘臂的液压缸摩擦力使系统动态特性恶化,对其进行有效的摩擦补偿是提高控制性能的关键。为获得液压缸的精确摩擦模型,建立了铲斗关节动力学方程,方程中分别采用了库仑摩擦、库仑+黏性摩擦及Stribeck摩擦模型。针对系统中存在的有色噪声,采用了改进的递推最小二乘法辨识未知参数。将辨识的三种摩擦模型进行对比分析表明,Stribeck摩擦模型精度最高,能很好地预测液压缸驱动力。其中,Stribeck摩擦模型的辨识误差比库仑+黏性摩擦及库仑摩擦分别减少约8%与18%。     

基于IRLS算法的机器人动力学参数辨识

为提高机器人动力学参数辨识的准确性,提出了一种基于迭代加权最小二乘(Iterative Reweighted Least Squares, IRLS)算法的辨识方法。首先推导了机器人的线性动力学模型,随后提出了一种改进摩擦模型,并设计了改进傅里叶级数作为激励轨迹采集数据。为提升动力学参数辨识的准确性,在加权最小二乘法基础上进行改进,提出了IRLS算法对动力学参数进行辨识。最后以六自由度机器人为试验对象,进行了参数辨识试验。结果表明,基于IRLS算法的辨识方法与加权最小二乘法相比,前3个关节力矩误差的均方根(Root Mean Square, RMS)值降低了13.28%,后3个关节力矩误差的RMS值降低了28.57%,6个关节力矩误差的RMS值平均降低了17.15%,证明了基于IRLS算法的辨识方法的有效性。     

径向二自由度混合磁轴承参数设计与分析

介绍了永磁偏磁径向磁轴承的结构及其悬浮力产生机理；用等效磁路法对混合磁轴承的磁路进行计算，得出了最大承载力的条件和数学表达式，给出了参数设计和计算过程；用有限元软件进行了仿真验算。研究结果表明：增大永磁体内部磁动势可提高轴承的承载力、稳定性及减小功放损耗；当偏磁磁通大于饱和磁通的一半时，实际承载力最大。     

磁悬浮轴承系统的模型辨识与控制

对某磁悬浮轴承系统进行了理论建模,并进行了试验。由于建模时忽略了功率放大器和位移传感器的影响,磁悬浮轴承系统理论模型与其实际特性有较大差异,磁悬浮轴承系统是一个三阶模型,而非理论模型的二阶模型,基于理论模型设计的控制器难以获得较好的控制性能,建模时需考虑功率放大器和位移传感器的影响。为优化控制性能,采用频域辨识法对实际系统进行模型辨识,得到系统的频率特性,并对辨识数据进行模型拟合。在辨识得到的三阶模型基础上,采用极点配置法重新设计控制器,对转子进行悬浮控制,转子稳定悬浮时的位移波动量降低了约60%。     

启动冗余磁轴承对磁悬浮轴承转子系统动态性能的影响

建立了带冗余支承的五自由度磁悬浮轴承转子系统的仿真模型,采用ADAMS和Matlab软件对不完全微分PID控制的磁悬浮系统进行联合仿真,分析了启动冗余支承对系统动态性能的影响。在此基础上,设计制作了基于TMS320F28335DSP的数字控制器硬件电路,编写了不完全微分PID控制程序并在试验台上进行验证。     

磁悬浮飞轮用新型永磁偏置径向磁轴承的设计

分析了一种磁悬浮飞轮用新型永磁偏置径向磁轴承的工作原理,利用等效磁路法对该永磁偏置径向混合磁轴承进行了分析,提出了基于位移刚度以及电流刚度的永磁偏置径向混合磁轴承的设计方法,给出了具体的设计步骤和设计实例.理论分析表明,所提出的方法与现有的设计方法相比考虑了磁轴承电磁参数与控制器参数的关系,设计结果与试验结果基本吻合.设计与试验结果表明:提出的设计方法切实可行,具有一定的应用价值.     

基于虚拟技术的电磁轴控制系统设计

介绍了虚拟技术的特点，开发了基于虚拟技术的电磁轴承控制系统，研究了电磁轴承PID控制的3个控制参数，给出了PID控制参数的选择方法及其控制仿真结果，证实了该控制方法的有效性。     

基于灰色系统理论的径向主动磁浮轴承控制

建立了径向主动磁浮轴承在电流控制下的转子动力学方程模型，并推导出系统传递函数。针对高阶传递函数系统使用灰PID控制器，根据系统稳定的条件确定理想的控制环节参数。数值仿真结果表明，灰PID控制器与磁浮轴承系统相结合，实现了对转子稳定良好的控制效果。     

基于轴向力/径向力解耦的圆锥电磁轴承设计方法

由于圆锥电磁轴承所固有的几何耦合,轴承的设计相对而言需要考虑的结构参数更多,参数间相互影响、相互制约的关系也更复杂。为此,本文提出了一套描述圆锥电磁轴承的特征变量,实现了圆锥电磁轴承的轴向/径向力的解耦。同时,为圆锥电磁轴承提供了一套标准、规范的设计方法。     

基于超级电容模型的参数辨识及其仿真研究

研究和分析了超级电容三分枝模型建立的理论基础,阐述了参数辨识的概念和递推最小二乘法应用于参数辨识的基本原理,在此基础上结合Matlab,编写了递推最小二乘法辨识程序,实现了对超级电容三分枝模型传递函数的辨识,最后通过对辨识结果的分析和仿真,验证了三分枝模型的正确性。     

一种低功耗径向磁轴承的结构及磁力研究

针对磁悬浮轴承电流消耗大且难于调节的问题,提出了一种新型的低功耗径向磁轴承结构,采用永磁上吸下斥作用力抵消转子重力,再通过电磁排斥力动态调节转子位置。在分析磁路的基础上,进行磁力计算,使用MATLAB绘制磁力曲线,得到转轴半径和抵消重力的关系,得到电磁调节力与控制电流的关系,为磁轴承的设计研究提供新的角度和方法。     

三相径向混合磁轴承的结构设计与磁路分析

提出了一种由永磁体产生偏置磁通，通电三相线圈产生控制磁通，使磁轴承稳定工作的三相径向混合磁轴承，对其结构进行了详细说明，对磁悬浮力产生机理进行了分析，并提出了一种电流跟踪型控制方案，最后利用ANSYS对该磁轴承永磁磁路及工作磁路进行了有限元仿真分析。     

被动磁力轴承在磁悬浮技术中的作用

论述了被动磁力轴承的特点和设计方法、介绍了其在磁悬浮系统中的重要作用。