新型电磁弹射器的动态性能仿真

电磁弹射器的作用是在短距离内发射大质量载荷,该技术的一个关键问题是大推力的直线电机设计。提出了一种基于动磁型永磁无刷直线直流电机的弹射器设计方案,结合理论分析与有限元仿真对电机参数进行了优化设计。通过二维有限元瞬态分析对电机的动态性能进行了仿真,分析了不同的安匝数和永磁磁极数对推力大小及其波动的影响,得出了增加电机推力的可行方案。恒流源和非恒流源两种供电方式下的仿真结果显示,电机平均推力大、推力波动小,且电机性能受电源影响小。     

主动悬架的直线电机作动器控制系统研究

将直线电机的直接推力控制方法运用于主动悬架控制系统,分别设计了主动悬架最优控制器和直线电机直接推力控制器,两个控制器结合成为主动悬架的电磁作动器控制系统。建立了1/4汽车主动悬架模型,利用Matlab/Simulink进行仿真,结果表明直线电机作动器能根据车身的振动主动输出相应的电磁力,因此直线电机直接推力控制运用于主动悬架控制系统是可行的。     

直线感应电机牵引互馈试验台系统仿真研究

在分析直线感应电机动态数学模型的基础上,研究了一种新型的能量互馈式直线牵引传动试验系统.讨论了该试验系统的构成与运行原理,分析了其高效节能、控制灵活等优点.利用计算机仿真技术,建立了包括直线感应电机、逆变器、矢量控制器以及车体在内的直线感应电机牵引互馈试验台系统仿真模型,对该系统进行了全面仿真研究.仿真结果表明了所提出方案的有效性,为实际直线感应电机互馈试验台系统的设计和调试提供了新的思路.     

多层频率选择表面的直线法分析

运用直线法对一多层频率选择表面进行了分析。在直线法中,对于FSS各层贴片或孔隙上的感应电磁流,在求得其自身阻抗或导纳矩阵的同时,通过等效传输线理论,得出各层电磁流之间的耦合矩阵,从而为整个多层结构建立方程。对几套不同结构参数的FSS进行了计算,就各结构参数对频率选择表面透射特性的影响作了分析。     

广义变结构解耦电机系统的稳定化设计

本文研究了感应电机孵耦系统的变结构(滑模)控制问题,分析了用广义系统变结构控制方法设计感应电机系统的可行性与优越性,并给出了感应电机解耦系统的控制方案。仿真例子表明,所得的闭环系统对电机运行参数的变化和负载干扰具有很好的鲁棒性,能快速收敛,并能随意地改变滑动模的系数,以达到不同的性能要求。     

一种直线感应电机的新型积分滑模控制器的设计与仿真

针对非匹配扰动影响下的直线感应电机速度跟踪问题进行研究,基于扩张扰动观测器设计了一种新型积分滑模控制器,使电机在非匹配扰动下具有良好的响应特性。针对带有边缘效应的直线感应电机模型,为其中的非匹配扰动分别设计了扩张扰动观测器,对扰动导数的观测值进行滤波处理,基于扰动量及其导数的观测值设计了新型积分滑模控制器(EDO-NSMC)。仿真研究表明所设计的控制器具有良好的响应特性和鲁棒性,并且减轻了传统滑模控制器的抖振效应。     

基于MATLAB/Simulink S-Function感应电机矢量控制仿真建模

在分析感应电机的动态数学模型及矢量控制基本思想基础上,采用基于MATLAB/Simulink S函数进行仿真建模的新方法.该方法仿真程序编写简单,修改方便,通用性强.感应电机模块基于坐标系构建,再配以矢量控制器模块、SPWM模块及变换模块等构成感应电机矢量控制系统.仿真结果显示了电机负载变化时转矩、转速、磁通的动态变化曲线,验证了该方法的有效性、实用性,为实际电机控制系统的实现与调试提供了新思路.     

多支持向量机融合建模的直线电机设计研究

主要研究多支持向量机融合建模方法,并使用差分进化算法对模型进行优化。以圆筒直线电机为研究对象,采用有限元法、正交实验设计与随机实验设计结合方法获得直线电机非参数建模的样本空间,建立直线电机的快速计算模型,并验证模型的精度和效率;采用差分进化算法对直线电机结构进行优化设计,并采用有限元模型验证优化结果的可靠性。为多支持向量机融合算法提供了实际验证。     

一种质量矩飞行器配置方案及其控制问题分析

针对大气层外三轴稳定质量矩飞行器,考虑降低飞行器的成本和重量,提出了应用两套执行机构的配置方案,并利用旋转电机代替直线电机作为执行机构来实现飞行器的姿态调整。在此基础上,利用动量矩定律,建立了飞行器的非线性动力学模型,并对两种执行机构在无推力情况下的姿态调整能力进行了比较,结果表明,旋转式执行机构提高了质量矩飞行器在无推力作用情况下的姿态调整能力。最后,分析了该质量矩飞行器配置方案所存在的控制问题,为下一步的姿态控制设计奠定了基础。     

直线永磁无刷直流电机推力波动的综合补偿

推力波动直接影响直线永磁无刷直流电机的加速性能,而齿槽定位力和不规则的反电势波形是推力波动的主要来源.提出了通过磁枢错位来减小齿槽定位力的方法,分析了该方法对反电势波形的影响,用直接力控制方法实现了对推力波动的综合补偿.系统仿真的结果表明,所提方法可以有效减小推力波动.     

电动汽车感应电机的时变模型与计算机仿真

电动汽车感应电机运行工况复杂多变，电机模型和参数的精度对整车控制性能影响较大。在对电机参数时变性分析研究的基础上，建立了考虑电机参数时变性的感应电动机动态模型，研究了电机参数的估计方法，给出了电机参数与运行条件之间的匹配关系。利用MATLAB／SIMULINK软件构造了电动汽车感应电机的动态仿真模型，以电动轿车电机为例，给出了仿真结果，验证了所建模型的有效性。     

基于自适应和模糊控制的新型XY平台同步控制研究

高性能XY平台普遍应用于集成电路(IC)制造和封装设备中.为获得较高加速度,提出了一种单边双直线电机冗余驱动的新型XY定位平台.冗余驱动系统在高速和高加速运动时均存在同步运动精度问题.针对X轴向双直线电机的同步驱动控制,建立了冗余驱动数学模型,并基于模型参考自适应控制和自适应模糊控制算法,设计了运动控制器,确保了同步运动精度.仿真结果表明,在较高加速度运动时,系统具有良好的静态、动态性能和较高的同步运动精度.     

基于全滑模面的多感应电机速度同步控制

基于相邻交叉耦合控制结构, 采用全滑模面控制方法,提出了一种多感应电机速度同步控制策略.该控制策略在对感应电机速度进行跟踪的同时还能实现与其它感应电机的速度同步,使得所有感应电机的速度同步误差收敛于零.利用李亚普诺夫方法证明了该控制器的全局稳定性和收敛性.仿真结果表明了该控制策略的有效性.     

空间矢量调制型凸极同步电动机直接转矩控制

凸极同步电动机的定子磁链变化时间常数通常较小,采用传统的双滞环直接转矩控制(DTC)策略使得电机的电磁转矩和定子磁链存在着较大的脉动。将空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)策略引入到凸极同步电动机,优化的空间电压矢量组合实现了转矩、磁链误差的精确补偿,同时保证功率器件开关频率恒定。仿真结果表明,与凸极同步电动机传统DTC相比,基于SVM-DTC策略的控制系统能够使电机定子电流畸变率明显降低;转矩和定子磁链脉动显著减小;转矩响应速度快;运行平稳。     

感应电机Backstepping控制方法及dSPACE实时仿真研究

感应电机的高性能控制研究始终是非线性控制领域中的一个重要研究方向，Backstepping控制方法的提出为感应电机控制系统的非线性设计带来了全新的思路。利用本质上是非线性反馈控制的Backstepping方法，在转子磁链和电机转速不可测的情形下，实现感应电机部分状态反馈的位置渐近跟踪，且确保系统中的所有信号的有界性。该方法通过建立磁链、转速观测器，设计全局定义的控制律，具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等的特点。基于dSPACE的在线仿真结果表明：系统运行平稳，转速、磁链不可获知时，仍可有效渐近跟踪期望的参考位置，具有较优的伺服跟踪特性。     

基于瞬时无功功率的感应电机矢量控制仿真研究

在分析感应电机矢量控制模型的基础上,借助于Matlab强大的仿真建模能力,利用Simulink中内含的功能元件,实现了一种基于瞬时无功功率模型参考自适应(MRAS)的感应电机无速度传感器矢量控制系统的建模仿真,并利用小信号分析法分析了系统的稳定性,模型中利用瞬时无功功率的变化来推算转速,提高了系统的动态性能。SIMULINK具有良好的用户界面和强大的功能,在该环境下结合电气系统模块库进行仿真,具有建模简单、结构直观、操作灵活等优点,仿真结果验证了基于瞬时无功功率的感应电机无速度传感器矢量控制系统具有良好的控制性能和稳定性。     

电梯系统机电耦合模型仿真研究

导出了电梯机械系统与电机之间的机电耦合方程,建立整个电梯系统的仿真模型。将电磁转矩和钢丝绳的弹性系数以变量的形式引入到模型中,对建立的模型分别在空载和额定载荷下轿厢上行、下行运行情况进行仿真,结果与电梯调速电机工作特性相吻合,并得出电流控制逆变器模块和曳引轮两侧的重力差对电磁转矩和轿厢加速度的变化曲线产生影响。同时仿真了系统参数变化时性能的变化情况,据此提出改进方法。模型可为电梯系统的总体方案设计提供可靠依据,提高新产品设计开发效率。     

基于EKF的感应电机无速度传感器逆解耦控制

提出了一种感应电机无速度传感器逆解耦控制新方法。采用逆系统方法将感应电机的转速和转子磁链进行动态解耦，并由扩展的Kalman滤波器（EKF）对转速及转子磁链进行实时估计。在此基础上，采用线性综合方法分别对转速和转子磁链子系统设计闭环控制器，从而实现感应电机的无速度传感器逆解耦控制。仿真结果表明EKF可在整个调速范围内进行高精度的转速和磁链估计，控制系统具有优良的动态和稳态性能。     

装载机限滑差速器的自适应模糊控制和仿真分析

为提高装载机限滑差速器的限滑性能和对不同路面状况的自适应能力,针对装载机结构设计了一种新型的电控液压限滑差速器,以最佳滑移率为控制目标,建立了自适应模糊PID控制器,通过调节差速器液压控制系统的输出压力来控制差速器的输出限滑转矩,实现转矩在驱动轮上的合理分配,有效抑制车轮打滑。作者建立了装载机仿真模型,在非对称路面直线行驶工况下进行了仿真实验。仿真结果表明,该电控液压限滑差速器限滑功能良好,与普通差速器相比设计的自适应模糊PID控制器具有良好的自适应能力。     

直线电机地铁车辆曲线通过建模与仿真

分析了直线电机轮轨交通系统车辆与轨道结构的特点，针对广州地铁4号线车轨系统的特征，建立了其动态曲线通过模型。通过仿真计算得到了曲线半径、超高以及行车速度对车辆曲线通过时动力特性的影响规律。通过此项研究，为进一步探讨直线电机车辆曲线通过动力特性、优化线路设计参数以及轨道的养护维修工作打下了良好的基础。