基于无穷范数的视觉伺服自适应控制方法

针对基于视觉的机器人伺服过程中, 控制系统的精度和稳定性容易受到环境噪声、 设备性能等因素影响, 导致收敛指标不理想的问题, 提出一种基于无穷范数优化任务序列( INOTS: Infinite Norm Optimization Task Sequence)的自适应增益算法, 通过将实时全局任务细化为不同子任务, 根据不同时刻子任务的特点自动配置增益。 仿真结果表明, 相比于固定增益及传统自适应增益调节算法, 该增益算法可有效提高系统响应速度,增强控制系统的抗干扰能力, 提高系统稳定性。     

新型自适应控制器的设计及仿真

对控制性能要求较高、不能直接应用自适应控制理论构成自适应控制系统,可引入δ变换取代z变换,利用零极点配置和最小二乘法,设计一种新型的自适应控制器,解决了z变换可能产生不稳定零点的自适应控制问题。仿真结果表明,系统固有频率ω和阻尼比ζ的变化范围分别在105-210 rad/s、0.1-0.2,各参数存在较大摄动,但系统的稳态精度和响应速度几乎未受影响。该新型自适应控制器能够较好地抑制系统各参数的摄动,设计方法实用、有效。     

非对称液压缸的动态特性仿真研究

根据液流的连续性原理,通过对非对称液压缸进行受力分析,研究非对称液压缸的动态特性。在此基础上,提出非对称液压缸的数学模型,得到了液压缸阻尼比、固有频率间的关系。根据其数学模型,运用MATLAB软件对挖掘机铲斗液压缸动态特性进行仿真,得到了非对称液压缸的速度响应曲线和大腔的压力曲线,直观地揭示了其动态特性。通过对影响铲斗液压缸动态特性的主要因素的分析,提出了加快其速度响应和改善其运动平稳性的实用措施,指出降低铲斗液压缸的超调量与提高铲斗液压缸的响应速度存在矛盾,需要针对具体情况协调考虑。     

ADAMS在AJC系统仿真中的应用研究

应用CAXA软件对机械系统进行参数化实体建模,液压系统采用ADAMS/hydraulic液压模块进行可视化建模.在ADAMS环境下建立了1500型液压踏步系统的仿真模型,实现机械、液压与控制系统动力学联合仿真研究.在同一仿真界面下,准确计算出了液压缸的负载变化规律和液压缸的油压变化规律,讨论了不同参数对踏步控制系统的影响.     

级联在线半导体激光放大器补偿光纤色散的研究

提出了一种以周期配置的级联在线半导体光放大器(SOA)同时补偿光纤的损耗和色散的新色散补偿技术.通过系统仿真分析了10Gbit/s级联在线增益饱和SOA的色散补偿效果,以及常规单模光纤通信系统中SOA饱和增益、放大器间距、脉冲占空比、脉冲阶数等参数对系统传输性能的影响,并由此给出获得最佳色散补偿效果的系统和放大器参数及配置.     

相敏光放大器增益对平均光孤子系统传输性能的影响

采用计算机系统的仿真方法研究应用相敏光放大器(PSA)作为在线放大器的平均光孤子系统中PSA的增益对孤子系统传输性能的影响。仿真的结果表明:由于PSA增益的相敏特性,孤子脉冲经PSA放大后会出现能量损失,导致长距离传输后脉冲幅度下降。适当调高放大器增益能够补足孤子能量的损失,显著延长孤子的稳定传输距离。但是,如果系统中色散波较大,放大器增益的微调量也相应较大。而过大的放大器增益会使得孤子脉冲经PSA放大后出现显著的旁瓣,长距离传输后旁瓣能量的积累将导致孤子间严重的互作用,劣化系统的传输性能。因此,适当提高放大器增益只能在一定范围、一定程度上改善系统的传输性能。     

基于压力控制的自动涂胶机液压系统建模及仿真

以自动涂胶机的液压系统为研究对象,采用电液比例溢流阀控制系统压力,从而得到稳定的出胶量。建立了液压传动系统的数学模型,利用Simulink进行仿真,然后用PID控制器对系统进行性能调整,最终使系统的稳定性和响应速度得到改善。     

结晶器振动电液伺服系统设计与仿真

为了提高结晶器振动装置的整体性能,采用先进的电液伺服系统驱动方案,设计了液压系统原理图,建立了系统的数学模型并进行仿真。结果表明,动态元件参数对系统的控制精度、相对稳定性和响应速度有着显著的影响;采用电液位置伺服系统驱动的结晶器振动装置具有信号处理灵活、易于实现各种参量的反馈等优点。仿真结果验证了模型的正确性,可为实际生产提供理论依据。     

液压挖掘机工作装置的动力特性修改研究

为提高液压挖掘机工作装置动态性能的优化效率，在对该结构进行试验模态研究的基础上，用双模态空间动力修改方法进行了动力特性修改研究，研究结果表明：质量修改对该结构的1阶、2阶固有频率和阻尼比有显著影响，对其他阶结构动态特性的影响很小；刚度修改对该结构1阶至5阶的固有频率和阻尼比均有明显影响，高阶的固有频率和阻尼比对刚度的变化敏感。所得到的结论揭示了模态参数调整对液压挖掘机工作装置动力特性的影响规律，为提高机械产品的总体质量奠定了基础。     

电子回旋共振加热系统中功率监测用高速高精度放大器的设计

设计了高速高精度低噪声放大器用于磁约束核聚变中电子回旋共振加热系统中入射和反射功率的实时监测。提出了模块化的高速高精度放大器设计方案。给出了放大器的稳定性、响应速度、噪声、失调等特性的分析方法和仿真方法。基于Labview构建了放大器自动测试系统,测试了实际放大器的响应速度和精度并对实际测量结果给出分析。在常用配置(三级放大器放大倍数分别为10~20倍、30~50倍、2~20倍)情况下,级联放大器的响应时间小于10μs,等效输入噪声电压小于60μV,等效输入失调电压最大不超过32μV。放大器的性能、稳定性和可靠性在电子回旋实验中得到了验证。     

履带拖拉机三点悬挂机构多目标优化设计

建立履带拖拉机后置三点悬挂机构的运动学数学模型,通过分析得到农具提升过程中悬挂轴处的提升力及悬挂轴与下拉杆铰接点处的垂直上升速度与液压缸运动速度的比值。运用遗传算法的基本思想,以某型号履带拖拉机悬挂机构作为设计算例,将悬挂机构的提升能力及提升过程的平稳性和速度作为优化目标,采用线性加权和法对悬挂杆件的几何尺寸进行多目标优化。结果表明,采用基于遗传算法的优化方法优化后,三点悬挂机构的提升力增强,提升过程的平稳性明显提高。     

矿车连接装置控制系统的性能分析

为了解决矿车连接装置压力补偿问题,根据其结构特点和受力分析,从控制系统阀控缸的数学模型入手,建立位移控制和试验力控制的数学模型,并对系统在特定负载情况下进行详细地分析,确定影响系统的因素.研究结果表明:系统由位置控制切换到力控制时,应将放大器增益值调小,否则力控制系统的开环增益值将增大.位置控制与力控制两种情况都是有差系统,即在相同条件下,位置控制系统比力控制系统的稳定性能好.     

新型磁流变阻尼器的设计和试验

 针对磁流变阻尼器存在的过热、结构复杂、磁场利用率不高和沉淀等问题,结合车辆减振对阻尼器拉压阻尼力成比例控制的需求,设计了磁场外置的旁路式、液体单向流动的新型车用磁流变阻尼器,并完成样机试制和台架拉压试验。新型磁流变阻尼器在工作原理和结构上都有突出特点,有效解决了磁场利用效率,输出拉、压力的匹配,沉淀和多自由度受力的问题。将阻尼发生装置设计成外置串联结构,线圈置于缸筒内且靠近筒壁,减小了阻尼器的径向尺寸,散热条件好,便于维修。实验设计准确合理。通过试验分析励磁电流、振幅、频率对阻尼力的影响,新型磁流变阻尼器的拉压阻尼力成比例控制结构设计合理有效,可满足车辆减振对阻尼器阻尼力控制的要求;平行圆盘缝隙式阻尼发生装置能明显提高磁流变阻尼器的磁场利用率,使阻尼力范围更大,更易控制。新型磁流变阻尼器的设计为改进和其性能提供了新的技术途径,为车辆减振应用提供了一种有效可行的新型阻尼装置和重要的研究依据。     

调速阀出口节流调速系统动态特性仿真研究

为获得节流调速系统在不同工作条件下的动态特性,在MATLAB/Simulink环境下建立调速阀出口节流调速系统的仿真模型,分析不同开口面积和不同外负载对系统启动及速度切换时动态特性的影响,得出如下结论:(1)在不同开口面积和外负载工况下启动时,液压缸均会有不同程度的速度超调,尤其是在低速和轻载的工况下更为明显;(2)外负载一定时,液压缸速度与调速阀的开口面积成比例,表现为开口面积越小启动时的超调量越大;(3)在同一调速阀开口面积、不同外负载情况下,系统启动后的速度稳态值基本一致,表明该回油调速系统具有良好的速度刚度特性;(4)外负载主要影响系统的瞬态响应过程,在小负载情况下,系统超调量和速度达到稳定值所经历时间较大负载时有所增加。     

大跨度公铁两用斜拉桥阻尼器参数研究

以我国正在建设的某大跨度公铁两用斜拉桥为背景,分析研究了在地震荷载和列车制动力作用下,塔梁之间采用阻尼装置的结构动力响应.计算结果表明,塔梁之间采用液压阻尼装置,能较好地解决温度、列车制动力和地震荷载作用下大跨度公铁两用斜拉桥的受力问题,而选取合理的阻尼参数可以有效控制梁体的纵向位移.     

内燃机曲轴轴系弯扭耦合非线性振动响应

建立了内燃机曲轴轴系弯扭耦合运动微分方程,模型中考虑了轴系变惯量、质量偏心和非线性干摩擦阻尼力等因素.采用数值积分法研究了质量偏心和转速对系统非线性动力学响应的影响;将系统微分方程组转化为非线性代数方程组,运用谐波平衡法获得了系统幅频特性.结果表明,谐波平衡法与数值积分法得到的结果吻合较好;气缸与活塞间阻尼会对系统响应振幅产生明显抑制作用;减小曲轴轴系偏心量可以有效地提高曲轴系统运动稳定性.     

大型电渣重熔设备给料系统优化与控制

针对120 t大型电渣重熔设备的给料系统进行了改进设计和比例控制研究.电渣重熔设备的给料过程即是其导电横臂的下降过程,传统电渣炉横臂升降采用滚珠丝杠驱动,存在刚度小、响应慢等缺点.本研究采用大尺寸液压缸及传感器代替传统的滚珠丝杠,并采用电液比例调速阀实现液压缸的速度控制,利用液压系统刚度大、响应快的优势实现对电渣炉给料系统的精确调速控制.建立了120 t大型电渣炉给料结构的机械及液压系统数学模型,进行了控制系统仿真研究,得到了较好的控制效果.     

薄壁构件铣削加工可靠性灵敏度分析

利用单频率法建立薄壁构件铣削稳定性及表面位置误差模型,采用Kriging方法对薄壁构件铣削稳定性及表面位置误差进行了可靠性灵敏度分析,评价铣削参数对薄壁构件铣削稳定性及表面位置误差的影响程度.研究结果表明:随薄壁构件铣削系统的阻尼比及y向刚度的增加,系统的可靠度增加;随切向力系数、固有频率、径向侵入比及轴向切深的增加,系统可靠度降低;径向力系数和每齿进给量对系统的影响较小.研究结果能为薄壁构件高速铣削加工提供合理的理论依据.     

滤波白噪声法的单轮起落架滑跑模型

采用Simulink工具箱和滤波白噪声法生成了各等级道面不平度,按照不平度空域不变,同平整度等级道面振动幅值相同的原则,重点讨论了白噪声生成过程中的参数取值问题。在此基础上考虑起落架缓冲器和轮胎系统的受力情况,建立了升力影响下的单轮起落架滑跑模型,仿真研究了道面平整度和速度耦合作用下机轮动载系数的统计变化规律。计算结果表明:动载系数均值与道面不平度的等级无关;动载系数标准差随滑跑速度的增大而持续增大,但存在与系统固有频率相关的最敏感速度;根据3σ准则确定的动载系数最大值随滑跑速度的增大先增大后减小,速度较小时对道面的动载作用更显著;随着IRI数值的均匀增大,起落架模型由于油液二次阻尼的影响,累计相对位移增速越来越小。     

起升动载激励下岸桥起升传动系统动态特性

为研究岸桥起升传动系统在起升复杂工况下的动态特性,建立了起升机构的动力学模型,模拟了传动系统所受的起升动载.考虑传动系统中齿轮副的时变啮合刚度和支撑刚度,建立了起升传动系统平移-扭转耦合的动力学模型,得到了电机从启动到匀速最后减速到停止的起升过程中传动系统各构件的振动响应,并对不同阶段的啮合力进行了频域分析.研究表明,传动系统各构件的扭转振动与起升动载有相同的变化趋势,且由于起升速度的变化,加速和减速阶段的啮合力频谱出现了边频带现象.