足球机器人控制系统研究与设计

设计了以数字信号处理器(DSP)为核心的足球机器人底层控制系统,通过对电机建立数学模型,利用仿真技术,实现了PID参数的整定,实验证明,该系统不仅简化了外围设备,而且提高了机器人的稳定性与实时性.     

MW级风机叶片静力加载系统设计与研究

为了满足MW级风机叶片静力加载试验的要求,改变国内普遍采用的半自动加载模式,设计了一套基于CAN总线的分布式多节点液压静力加载试验台.叶片在静力加载过程中弯曲极大且不规则,采用液压绞车作为牵引力输出设备,并分析了加载过程中的变牵引特性;为了提高加载过程中的牵引力精度及跟随性能,采用“V—F”的控制模式,通过比例调速阀的...     

单点疲劳载荷作用下的风电叶片振动特性研究

设计一套风电叶片单点疲劳加载系统,基于拉格朗日方程推导出单点疲劳载荷作用下的风电叶片振动数学模型,得到影响叶片振动特性的一系列因素。以一阶固有频率为0.92 Hz的风电叶片为被控对象,利用Matlab/Simulink软件建立仿真模型,得到不同加载频率下风电叶片的振动特性。当加载频率为0.80、0.85 Hz时,加载点振幅均小于300 mm;当加载频率增大到0.95 Hz时,振幅达到较大值,约为400 mm,近似发生共振,能满足疲劳试验要求;当加载频率继续增大到1.00 Hz和1.20 Hz时,振幅反而衰减到220 mm和100 mm。最后进行单点疲劳加载试验,得出试验结果和仿真结果规律基本吻合,验证了数学模型和仿真模型的准确性。     

风电叶片双点疲劳加载系统同步控制研究

为解决风电叶片全尺寸双点疲劳测试中两激振器振动不同步问题,采用GA-Adam-BP神经网络与传统PID混合控制策略,并引入切换边界值判断控制权的归属。基于遗传算法的全局搜索能力对BP神经网络进行权值和阈值的初始化筛选,该方法利用适应度选择、交叉和变异遗传操作,从初始种群中筛选出高质量的个体作为网络的初始权值和阈值,避免神经网络陷入局部最优解。引入Adam算法计算参数的指数加权移动平均值,实现神经网络学习率的动态更新,避免了梯度集中与消失问题,有效减少学习路线的震荡,使收敛时间缩短。仿真与试验结果表明,相比BP神经网络,混合控制下的电机转速误差在3%以下,主-从激振器相位差范围为±1.3°,实现了叶片双点疲劳测试激振器间更优的同步控制。     

钢丝绳-滑轮在风电叶片静力试验中的磨损规律及优化匹配研究

针对风电叶片静力加载试验过程中牵引支架滑轮与钢丝绳易出现过度磨损问题,采用虚拟样机模型与正交试验相结合的方法来研究钢丝绳-滑轮在风电叶片静力试验中的磨损规律,进一步完成对其参数的优化匹配。采用虚拟样机技术建立钢丝绳滑轮卷绕过程的动力学模型,模拟仿真得到滑轮表面接触应力;结合正交试验,选取滑轮D_1表面压应力作为试验指标,结合极差分析与方差分析对全部仿真试验的结果进行数据分析,表明滑轮槽底直径对滑轮表面磨损影响最为显著,进而筛选出钢丝绳滑轮的最优结构参数组合;对这组优化参数进行数值仿真,仿真结果表明:当滑轮直径为330 mm、滑轮槽底直径为31 mm、钢丝绳偏角为3°时得到滑轮表面应力为6.09 MPa,此时试验指标值最小,验证了正交试验结果的准确性,对之后整体牵引支架的优化设计具有指导意义。     

风电叶片玻璃纤维布铺层装备的运动学分析

针对风电叶片玻璃纤维布铺层过程的多自由度特性,开发一套自动化铺层装备。对布辊回转单元构建基于双坐标系的位姿变换矩阵,得到布辊的运动学模型,并获得影响铺层路径及速度的因素,可视化得到玻璃纤维布的铺层曲面轨迹。采用该装备进行现场铺布试验表明,叶片模具的实际曲面,仿真与试验的铺层路径轨迹误差不超过20 mm,速度误差小于1.5 mm/s,机构的试验误差符合玻璃纤维布铺层的技术要求,可为后续铺层控制算法开发奠定了理论依据。     

风电叶片五节点静力加载试验解耦控制系统研究

为解决风电叶片五节点静力加载过程中加载力之间存在的耦合问题,提出一种模糊控制与预测理论相结合的动态控制算法,并开发了相应的解耦控制系统。首先,对静力加载方案进行设计,根据静力加载的特点建立模糊预测控制系统模型,并对相关参数进行设置;其次,使用AMESim和Matlab/Simulink软件搭建控制系统的仿真模型,验证其可行性;最后,使用控制器搭建硬件平台进行现场试验。结果表明:采用模糊预测控制算法建立的解耦控制系统具有较好的动态控制效果,能保证加载力紧密跟随设定值的变化,满足加载力之间协调控制的要求。     

风机叶片疲劳加载振动频率特性分析与试验

针对风机叶片疲劳加载过程振动特性,建立旋转偏心块驱动的叶片疲劳加载系统动力学模型。基于拉格朗日方程推导出系统的数学模型,利用平均法近似解析系统动力学方程,得出振动过程中电机转矩平衡方程。分析振动频率的变化规律,建立仿真模型,对系统频率捕获过程进行数值仿真,揭示系统的自同步振动特性。风机叶片疲劳加载试验表明:叶片在受迫振动时,叶片振动频率并不总等于驱动频率;驱动频率与叶片固有频率偏差较大时,叶片振动幅值及频率波动明显;频率偏差在较小区间范围(0.47~0.62Hz)时,偏心块驱动系统与叶片容易发生频率捕获,振幅较小并趋于稳定;在负载转矩较大而电机功率不足时,偏心块会发生转速跳变。