基于平面连杆机构的主动平衡器

提出一种结构独立的主动平衡器的设计构想,旨在不改变待平衡机构原有结构和运动规律的情况下,通过引入控制系统来实现机构的柔性平衡.该平衡器由两自由度机构和控制电机组成,两自由度机构的一个输入轴兼做输出轴,与待平衡机构的输入轴或输出轴相联并与其以相同的速度转动,另一个输入轴由控制电机驱动.这种特殊的结构使主动平衡器成为具有一个外伸轴的智能平衡箱,既可以方便地安装在待平衡机构上,又可以通过结构参数和控制参数的调整来满足其不同的平衡要求.对主动平衡器进行概念设计,确定了基于平面连杆机构的4种可行研究方案,并以其中的1种为例,介绍了主动平衡器的设计方法.最后,以曲柄摇杆机构为待平衡机构给出了算例,对不同平衡目标下主动平衡器各种研究方案和附加杆组法的平衡效果进行了比较.结果表明：由于控制系统的引入使主动平衡器具有更大的柔性,故对不同平衡目标,均可通过其执行机构结构参数和控制输入运动规律的优化设计获得较好的平衡效果,并可通过控制输入的再设计有效地补偿因工况改变而造成的机构动力性能的变化.     

电机—弹性连杆机构系统的动力学分析

为了提高机械的设计精度,优化机构的动力学响应,研究了电机－弹性连杆机构系统,对系统进行动力学建模,将整个系统分成电机和弹性连杆机构两个子系统,对各个子系统分别建模,再综合得到系统的动力学微分方程,对该方法求解,推导了一种适合于求解用精确分析方法得到的弹性连杆机构动力学方程的迭代振型叠加法,通过实例计算,研究了系统中弹性宫杆 动力学特性,得出一些有益的结论。     

裂纹发电机转子轴系电磁激发主参数共振

建立了双质量裂纹转子扭振参数激励系统的数学模型。此模型以发电机产生的电磁力矩作为驱动源，应用多尺度法，给出了参数激励下的主参数共振解。通过对定常解平均方程的稳定性分析，得到了系统主参数共振解的幅频响应曲线。     

同步磁阻电机直接转矩稳定控制研究

传统同步磁阻电机控制方法需解耦控制,实现过程复杂,且在低速范围内无法保证电机的稳定性。为此,针对低速范围环境,提出一种新的同步磁阻电机直接转矩稳定控制方法。建立同步磁阻电机数学模型和转子的机械运动方程。对电机端电压与电流进行测量,采用坐标变换,将其转换至两相静止坐标系,求出定子磁链、电磁转矩以及转速。将得到的定子磁链与转矩和既定值相比,通过查表确定适宜的电压空间矢量,完成同步磁阻电机直接转矩稳定控制。在低速范围内将扇区分成正负两个对等部分,施加不同电压矢量,从而获取新的电压矢量选择表,保证控制稳定性。实验结果表明,所提方法能够优化低速范围内电流畸变与平均转矩脉动大的弊端;在加速与转速突变状态下,可快速平稳地变化;磁链幅值与转矩值稳定。     

DSC变频调速系统中的无速度传感器技术

为提高控制系统的鲁棒性和稳定性,抑制电机参数变化的影响,本文比较几种作为参考模型的转子磁链算法,提出基于电流反馈估算转子磁链的观测器算法作为参考模型,利用模型参考自适应在线辩识转速,对无速度传感器的直接转矩控制调速系统的性能进行了全面的分析。     

刚度控制机器人的机构稳定性设计

刚度控制机器人需要提高与任意环境接触或交互的稳定性,使机构末端可在较小位移下实现较大输出力。从机构参数模型出发,以任意环境下可稳定达到的最大控制刚度来衡量机构的稳定性或稳定范围,并考虑各向同性,研究机器人参数设计理论与方法。以一种2自由度机构设计为例,首先建立动力学模型并分析其耦合特性;然后对各解耦运动链的等效单自由度模型作稳定性分析,给出机构最大稳定控制刚度的定量表示;最后对两组具体参数进行校核和对比分析。结果说明:电机输出轴径、传动比和关节杆长等参数对机构稳定性影响较大,可通过调整这些参数来改善机构刚度控制的性能。     

随机Mathieu系统的Lyapunov指数和稳定性

研究研究了Mathieu系统在随机噪声激励下的主共振响应和稳定性问题。用多尺度法分离了系统的快变项,讨论了系统的阻尼项、随机项等对系统响应的影响。求出了随机Mathieu系统的不变测度和最大Lyapunov指数,由最大Lyapunov指数可得系统几乎必然稳定的充分必要条件。     

多自由度线性周期系统的振动研究

本文采用摄动法研究含有小参数的多自由度线性周期系统的振动稳定性和在外激励作用下的强迫振动响应计算问题,并提出了改善系统振动性能的方法.     

简谐激励弹簧测力机构的3次超谐共振

应用拉格朗日方程，得到了有阻尼弹簧测力机构在简谐激励作用下具有周期系数的非线性运动微分方程——Duffing—Mathieu方程；根据非线性振动的多尺度解法，得到了系统满足3次超谐共振情况的一次近似解以及对应的定常解，并对其进行了数值计算，分析了激振力、谐调值、系统阻尼、弹簧刚度等对系统的影响，揭示了一些新的动力学现象。     

基于双无迹卡尔曼滤波算法的永磁同步电机转子磁链辨识

转子磁链的准确辨识是实现永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)转子磁场监控,确保其驱动系统可靠运行并实现高性能控制的有效方法。为解决测量噪声、电机参数变化及辨识模型欠秩对转子磁链辨识精度影响的问题,提出了基于双无迹卡尔曼滤波（UKF）算法的PMSM转子磁链辨识方法,可在确保满秩辨识的前提下,减小测量噪声与电机参数变化对转子磁链辨识精度的影响,实现PMSM转子磁链的准确辨识,并在参数敏感性分析的基础上,降低了算法计算量,合理兼顾了辨识精度与辨识速度。对所提方法进行了仿真研究和实验验证,研究结果证实了所提方法的有效性。     

一种非对称多吸引子的共存现象及其硬件实验验证

具有多稳定状态的共存多吸引子是非线性动力学系统的一种特殊现象,它为工程应用提供了极大的灵活度,近年来受到了国内外学者的极大关注.最近文献报道了一种新颖的非对称多吸引子的共存现象.基于文献所提出的一种退化的Jerk动力学系统,本文进行了系统平衡点的稳定性分析,并利用分岔图、李雅普诺夫指数谱和相轨图等动力学方法,开展了随系统参数和初始条件变化的分岔分析,由此阐述了共存非对称多吸引子的形成机理;同时设计并制作了硬件电路,实验结果有效验证了共存非对称多吸引子的真实性.     

改进型ADRC的感应电机定子磁场定向矢量控制

针对感应电机定子磁场定向时,定子磁链和定子q轴电流没有完全解耦这一问题,提出改进型自抗扰控制器(active disturbance rejection controller,ADRC)的定子磁场控制方法。建立关于定子磁链和定子电流的状态空间表达式。利用线性跟踪微分器对目标定子磁链安排过渡过程,从而改善闭环控制中“快”与“准”的矛盾。建立并联型线性扩张状态观测器替代线性扩张状态观测器对实际磁链与q轴电流耦合部分进行观测。在目标磁链闭环控制环节对观测的耦合部分实施补偿,并对系统稳定性进行分析。仿真试验对比该方法与传统ADRC和解耦器控制方法时定子磁链的稳定性和电机转速响应情况。结果表明：该方法简化了矢量控制系统结构,提高了定子磁链控制的稳定性,确保电机运行过程有良好的动态响应特性和鲁棒性。     

On Stabilizing Sets of PI Controllers for Multiple Time Delayed Process

This paper considers the problem of stabilizing multiple time delayed processes using proportional integral (PD controller. The presented approach is based on finding all possible values of control parameters which will result in pure imaginary roots of closed loop characteristic equation under all process parameters fixed. The ergedic search of three PI control parameters are converted from the range of infinity to finite range by introducing trigonometric tangent function. After all possible stability boundaries are obtained, the Nyquist stability method is used to determine the actual stability region of the controller parameters. This method also permits design for simultaneous minimum gain and phase margin requirement. An illustrative example case is also presented.     

电流滞环跟踪的双闭环调速系统仿真设计

为提高抗干扰能力和改善动态性能, 设计了双闭环调速系统。 采用由电流滞环和转速外环构成的感应电 动机双闭环控制, 以进一步提高动态特性。 当 1. 5 s 时, 负载由 15 N·m 变为 30 N·m, 转速仍维持恒定的 1 400 r/ min, 同时加强磁链控制, 构建了基于动态模型的异步电动机的多重闭环控制的调速系统。 实验结果表 明, 该系统动态性能更好, 磁链轨迹更接近于圆。     

永磁同步电动机数字化电流控制方法

提出了一种永磁同步电动机实时自适应电流控制方案，在预测电流控制的基础上增加参数辨识，以克服电动机参数不准确带来的影响．用比较计算模型和实际电动机输出之间差别的方法对电枢电感和磁通进行辨识，并给出了实验结果     

汽车非线性悬架系统共振特性的研究

建立了车辆两自由度非线性动力学模型及包含悬架刚度立方非线性的运动微分方程,利用多尺度法求解系统的幅频响应特性.通过数值仿真,获得了主共振、超谐波共振、次谐波共振以及内组合共振条件下的非线性悬架系统在不同非线性参数时的幅频响应.根据所获得的规律,合理地选择悬架的非线性参数,可以避开系统可能出现的跳跃及分岔等不稳定现象,从而有效地控制车辆的振动.     

电机宽频等效电路模型的快速建模方法

提出了电机宽频等效电路模型的建模方法。通过测量获得电机端部阻抗幅频特性,根据幅频特性的第一个谐振点信息,将幅频特性曲线划分为若干个区域,每个区域用一个谐振单元等效,构建出电机宽频等效电路拓扑;每个谐振单元的R、L、C参数通过该区域的谐振点和任一非谐振点的频率和对应的阻抗值计算获得。用该方法建立了直流电机和交流电机的宽频等效电路模型,并在Saber软件中进行了仿真。将直、交流电机宽频等效电路模型的阻抗幅频特性仿真结果分别与测试结果和参考文献的仿真结果进行了对比。在直流电机端部阻抗特性拟合频段0.1~50 MHz的范围内、交流电机端部阻抗特性拟合频段0.1~40 MHz的范围内,验证了电机宽频等效电路模型的正确性与可行性。     

具有多控制器的电力系统可靠镇定

研究了具有多控制器的电力系统可靠镇定问题，以保证某个控制器出现故障后系统的稳定性．首先将具有多控制器的系统可靠镇定转化成保证系统联结稳定的重叠分散控制问题，然后利用大系统包含原理和线性矩阵不等式(LMI)算法设计电力系统的多个控制器．把此方法应用到一个电力系统模型中，设计它的两个控制器．对两个控制器同时存在以及任何一个因故障而被切除的情况分别进行了仿真，结果表明了该方法的有效性．     

基于多模型切换的过热汽温自适应预测控制

为了克服电厂过热汽温对象大惯性、大滞后及参数随负荷显著变化对系统控制带来的困难,采用了一种基于多模型切换的自适应预测控制策略.采用多个固定模型和2个自适应模型并行辨识过热汽温对象的动态特性.在每个采样时刻基于切换性能指标选出最优的局部模型作为当前模型,并据此设计预测控制器,从而实现全工况运行的自适应控制.同时证明了所提出的多模型控制策略可以保证闭环系统输入输出有界稳定.仿真结果表明该控制策略在大工况范围具有良好的动态调节品质和鲁棒性能.     

圆薄板非线性动力稳定问题

本文首先推导出圆薄板的动力变分方程,用加辽金法得到一个三次非线性振动方程,用多尺度法对非共振硬激发进行了求解,继而对稳定性作了研究。