电液伺服振动台的流量非线性补偿控制

针对电液伺服振动台由于流量非线性导致的加速度振动信号波形失真现象,提出一种基于流量非线性逆模型的补偿控制策略.通过节流方程,建立滑阀两腔的非线性流量方程,结合液压系统连续性方程和受力平衡方程,获得电液伺服振动台的非线性模型,同时根据稳态点附近的泰勒方程,给出液压非线性系统的线性化控制模型;在考虑系统最大动出力的基础上,引入与负载压力相关的流量非线性补偿函数,使得补偿后的伺服阀流量与阀芯位移成线性关系.仿真与实验结果表明,该流量非线性补偿控制方法能有效降低加速度振动信号的波形失真现象,提高振动信号的跟踪精度.     

基于数据融合的小型两轮自平衡机器人姿态检测方法

针对小型两轮自平衡机器人姿态检测所用低成本加速度计(MMA7361)数据不够准确及陀螺仪(ENC03)信号的漂移问题,分别采用互补滤波器、kalamn滤波器和自适应kalman滤波器进行数据融合处理方法研究,通过对比实验确定采用自适应kalman滤波器实现加速度计和陀螺仪检测数据的融合,从而确定小型两轮自平衡机器人的姿态,进而实现其运动平衡控制.物理实验结果表明基于自适应kalman滤波器的加速度计和陀螺仪检测数据融合姿态检测方法不仅适用于小型两轮自平衡机器人的运动平衡控制,而且其参数较先前普遍采用的kalamn滤波器更易调整,姿态检测结果更加可靠.     

基于控制系统模型前馈高响应控制技术研究

为提高控制系统的响应速度,基于控制系统模型提出前馈控制结构. 该种前馈结构可以保证指令输入到指令输出与扰动输入到指令输出完全独立,充分考虑了控制系统的动态响应性能,保证了控制系统的响应跟踪能力与扰动抑制能力的最优化. 实验结果表明,该种新型前馈系统相比于传统的基于低通滤波的前馈系统具有更好的速度及电流指令跟踪能力,消除了低通滤波前馈对指令滤波造成的失真,该方法大幅提高了控制系统的速度跟踪响应能力.      

基于滑模控制的挠性卫星的自学习模糊控制

将基于滑模控制的自学习模糊控制应用于挠性卫星的姿态稳定控制中.给出了姿态控制系统的设计方法.自学习控制算法利用滑模控制原理和模糊性能判决表在线修改模糊控制器的规则参数.为了解决传统自组织模糊控制对外界信号敏感的问题,基于滑模控制的自学习算法同时考虑了误差状态矢量及其变化趋势,增强了系统的鲁棒性.与传统自组织模糊控制相比,仿真实验结果表明,该控制方法对卫星参数变化不敏感,能有效地抑制卫星的外界干扰及挠性附件的振动,使卫星的姿态角得到准确的控制.     

数字控制单相boost-PFC系统的优化设计

提出一种具有低谐波失真、高功率因数、快速动态响应的数字PFC系统优化设计方法.从输入导纳的角度分析了影响电流波形失真的主要原因,提出一种在传统PI控制基础上结合前馈补偿的电流内环控制优化算法,减小输入电流谐波失真,提高功率因数;采用PI调节与惯性低通滤波相结合的电压外环控制方法,消除二次谐波影响,同时保证输出电压的快速响应.基于FPGA的实验结果验证了本方法的有效性,实验表明:本设计的功率因数校正电路总谐波失真为6.14%,功率因数可达99.85%.     

基于VNS-GA的PID和互补滤波控制的自平衡车姿态解算

自平衡车的姿态主要靠传感器来感知,通过传感器感知的角速度和加速度数据自动调整自平衡车的姿态角,从而维持其平衡.采用三轴陀螺仪和三轴加速度计分别采集自平衡车的角速度和加速度,通过互补滤波方法,对2种传感器采集到的数据进行融合,降低噪声和误差;然后,采用本文提出的融合变邻域搜索的遗传算法(VNS-GA)对PID控制器的3个参数进行寻优,从而对互补滤波方法获得的角度进行自适应调整,最终得到较精确的姿态角.为了验证基于VNS-GA的PID控制方法的性能,分别使用基于GA的PID控制方法和基于VNS-GA的PID控制方法来解算自平衡车的姿态角.实验结果表明:基于VNS-GA的PID控制方法得到的姿态角更接近于真实值,性能更好.     

基于多传感器融合的TBM姿态角测量方法

为了解决倾角仪在硬岩掘进过程中强振动环境下的失效问题,基于倾角仪输出精度高、微型机电系统(MEMS)陀螺仪抗振动强的优点,提出了多传感融合的姿态测量方法.采用Allan方差方法建立MEMS陀螺仪的随机误差模型,并用扩展卡尔曼滤波算法对陀螺仪的零漂进行有效估计和补偿,在倾角仪失效情况下采用修正过的陀螺仪数据计算掘进机的姿态角.仿真和实验表明:该算法能有效实现振动环境下姿态测量的计算,保证多传感器融合系统误差不超过0.06°.     

基于压缩感知的OFDM系统非线性失真恢复算法

针对OFDM系统中对信号直接限幅造成的非线性失真和信道估计性能下降,提出1种级联限幅及基于压缩感知的非线性失真恢复算法.该算法通过发送端的2次限幅操作,降低了导频处的非线性失真.在接收端利用压缩感知技术对非线性噪声进行估计并补偿.仿真表明,该算法能够有效消除非线性噪声对信道估计影响,提高信道估计性能,与迭代消除非线性失真算法相比,具有更好的峰均比抑制能力.     

管道机器人弯管运动转体原因分析

为避免管道机器人弯管内运行时发生转体现象而影响管内任务的执行,对机器人转体的原因进行了深入研究.以建立的管道机器人弯管运行的位姿模型为基础,对机器人的受力状况进行了分析,建立了机器人过弯时的转体力矩模型.通过对转体力矩的分析,揭示了管道机器人弯管运行时发生转体的根本原因,并指出了管道机器人弯管运行的最佳姿态角.理论计算表明:当机器人以最佳姿态角运行时,机器人转体力矩几乎为0,不发生转体;当机器人以其他姿态角运行时,将出现一个不为0的转体力矩,该力矩使机器人向平衡姿态角方向转体,直至机器人姿态稳定为止.在实际应用时,使机器人在平衡姿态角运行为最佳.仿真结果与理论计算基本一致,该研究为人弯管内的姿态稳定运行提供了一定的理论依据.     

基于模糊信息融合的自平衡机器人姿态角补偿方法

为了简便、精确地获得自平衡机器人运行中的状态信息,提出了模糊信息融合的方法对机器人的姿态角进行补偿。首先,根据传感器的工作原理,以及对实验数据的分析建立了陀螺仪漂移误差的数学模型,对其零点随机漂移误差进行了初步的标定。然后根据陀螺仪和倾角传感器各自的误差特性,以及导致这些误差的原因,设计了一个双输入单输出的模糊融合器,将设计的融合器应用到两轮自平衡机器人系统中。实验结果表明系统误差得到了很好的改善,从而表明所设计的模糊融合器是有效的。     

基于无人机平台的电视信号功率检测方法

本文提出了一种电视信号功率辐射检测新方法,用于对电视信号发射系统发射端EIRP进行检测.在硬件上,根据该方法搭建了以无人机为平台的电视信号功率低空辐射检测系统,对电视信号频率和功率进行测量;在软件上设计了电视信号功率路径损耗补偿算法,对数据进行筛选、计算、存储和显示.系统在郑州和石家庄的电视信号塔上的电视信号功率对实际台站进行了测试验证,结果表明,该方法比传统地面辐射检测的测量误差减小5 dB以上,有效地解决了地面检测选址困难的问题,降低了由于复杂环境、设备缺陷带来的检测误差,提高了检测效率和准确性.      

基于S变换的浮标式高频地波雷达相位补偿算法

针对浮标式高频地波雷达系统,分析了雷达平台晃动对回波信号相位的影响,并且提出一种基于S变换的相位补偿方法。该方法利用信号窄带分量中能量最大者作为相位补偿的标校信号,采用S变换的时频分析方法对雷达信号的瞬时频率以及相位进行估计,实现对回波信号相位补偿。仿真结果显示一阶海洋回波谱得到了很好的锐化,与相位污染前的多普勒频谱相近,从而验证了方法的有效性。     

基于高频方波注入的永磁同步电机转矩脉动抑制策略

传统的高频方波注入法,利用转子的饱和凸极效应,可提升转速控制精度,但该方法也导致电流中含有大量的谐波而产生畸变,对电机的转矩脉动产生负面影响。在传统高频方波注入法的基础上,通过谐波电流抑制算法,利用坐标变换及低通滤波器采集出5、7次电流谐波分量,将采集的数据经过谐波电压补偿。提出了一种谐波抑制高频注入的方法。该方法消除电机工作中电流谐波分量,达到抑制转矩脉动的目的。仿真和实验结果表明了该算法可以有效地抑制定子电流的畸变,降低转矩脉动,且具有较高的灵活性。     

基于级联滤波锁相环的电网信号同步方法

针对电网故障条件下，传统SRF-PLL在进行电网信号同步时存在频率和相位信号检测误差较大的问题，提出了一种基于级联滤波锁相环的电网信号同步方法.在QT1-PLL中，利用级联滤波结构改善系统的滤波性能，并使系统的响应速度得到提升.在锁相环路内增加相位和幅值补偿环节以消除电网频率偏移对锁相结果的影响.仿真和实验结果表明:在电压信号发生20°的相位跳变和4Hz的频率跳变时，可以在1.5个电网周期内实现对频率和相位的准确检测；频率和相位超调量分别为0.5Hz和4°时，满足并网系统快速准确的要求，验证了所提理论的正确性和有效性.     

基于轴转矩补偿的永磁伺服系统机械谐振抑制

柔性传动装置会在交流永磁伺服系统中引发机械谐振,并降低系统的动态性能和控制精度,为此提出一种基于卡尔曼滤波器的轴转矩补偿谐振抑制方法.该方法通过卡尔曼滤波器获得柔性传动装置的轴转矩估计值,将其转化为电流信号并补偿到电流环给定,由此消除柔性传动对电机转速的影响,同时提高了系统的动态性能.最后通过仿真验证了该方法的有效性.     

一种鲁棒脉宽调制的无差拍并网控制方法

在并网逆变器的无差拍电流控制中,逆变器输出滤波电感值变化和滞后一拍延时会直接影响并网电流的畸变率、系统稳定性与动态响应速度.对此,本文提出了一种鲁棒脉宽调制的无差拍并网控制方法,减小了因滤波电感值变化对并网电流造成的畸变,有效地解决了滞后一拍控制引入的延时问题,降低了系统闭环传递函数的特征根方程阶次,提高了系统的稳定性及动态响应速度.分析了滤波电感偏差系数对系统性能的影响,得到系统临界稳定的滤波电感偏差系数随着滤波电感的寄生电阻和线路等效电阻的增大而增大,随着采样频率的增大而减小的结论.综合考虑系统的稳定性与动态响应速度,给出了关键控制参数的优化选取范围.仿真和实验结果验证了所提方法的有效性.     

高压静电除尘欠阻尼态二次电压采样滤波电路的设计

欠阻尼状态下的静电除尘高压主回路在火花放电时会产生二次侧电压震荡现象,该震荡信号内包含的时域和频域特征一方面是系统运行状态和故障分析的重要依据,另一方面震荡的强度却会对信号采样造成影响。对该震荡信号的过滤处理存在着一定的难度。为了消除该电压震荡对控制器信号采样的影响,提高高压静电除尘控制器的准确性和稳定性,本文提出了一种针对除尘本体固有电气特性基于特征时频参数分析的滤波电路设计方法。经过电场实验检验,该方法有效降低二次电压震荡对信号采样质量的影响,大幅降低火花误判的可能性,明显提高了系统的稳定性。     

高精度介质损耗角实时在线测量方法

为提高电气设备介质损耗角的测量精度,利用最优相关滤波法提取基波信号,通过短时傅里叶变换（STFT）插值谐波方法,抑制长频谱泄露的影响。仿真结果表明,最优相关滤波法可以克服加性噪声和调制性噪声的影响,在低信噪比情况下,能够有效消除噪声并检测出有用信号,提高STFT加窗谐波分析法的计算精度。系统频率在49.5～50.5 Hz时,该算法仍能保持较高的计算精度,且受频率变化影响较小。该方法能有效提高信号的分辨能力和准确度。     

基于LabVIEW的零相位滤波器在碰撞实验中的应用

针对碰撞实验的信号特点,分析和设计了一种零相位滤波器.结合虚拟仪器软件平台LabVIEW,对采集到的原始信号序列应用时域延拓算法构造新序列,同时利用窗函数法设计零相位滤波器的参数.然后参照汽车碰撞实验法规要求,选取相应的频率等级进行滤波,滤波后再删除扩展序列.实验结果表明,和传统滤波器相比零相位滤波器不仅能够避免相位延时,而且更好地消除了信号起始端的波形失真.     

伺服驱动系统高增益速度环的振动抑制方法

为解决速度控制器增益过大和负载扰动等因素引起伺服系统振动,导致系统不稳定的问题,提出伺服驱动系统高增益速度环的振动抑制方法.首先,采用速度振动信号反馈补偿的方法,设计滤波器提取振动速度信号作为速度反馈补偿;然后,采用内模控制(IMC)观测器进行负载扰动补偿,将观测出的扰动转换成对应的电流量,对电流环指令信号进行前馈补偿.仿真结果表明:与比例积分(PI)控制和传统的观测器补偿法相比,文中方法能有效地提高系统的响应和抗扰动性.