有限冲击最优时滞滤波器抑制柔性系统残留振荡的研究

针对时滞滤波器在抑制柔性系统残留振荡的同时刚体产生冲击这一问题，提出了一种有限冲击最优时滞滤波器．通过确定最大冲击值，对指令信号的时间变化率加以限制来设计有限冲击控制指令，然后令柔性模态振荡能量最小，计算滤波器的最优时滞．研究结果表明，该滤波器形成的控制信号是一系列的斜坡信号，对时间的变化率不超过允许的最大冲击值，从而降低了未建模动态激励．该滤波器的特点是在抑制柔性系统残留振荡的同时，不仅减小了刚体运动冲击，而且又使系统的响应速度提高了30％．     

回转起重机载荷摆动建模误差及不确定性定量分析

时变的非线性动力学特性和操作环境的不确定性是阻碍起重机自动化的主要因素.本文对回转起重机载荷摆动模型线性化过程中存在的误差进行了定量分析,定量描述了动力学参数对载荷摆动的最大幅值和频率的影响规律,揭示了不确定操作环境的作用规律,从而更精确描述起重机在同时做变幅、回转和起升运动工况下的系统动力学特性,为实现起重机操作自动化提供了理论依据.     

回转塔式起重机动力学模型及时滞控制研究

回转塔式起重机是包含3个刚性模态的柔性系统,3个刚体的运动使载荷产生空间摆运动,变幅和回转运动影响摆动的幅值,起升运动改变了摆动的频率和阻尼.本文提出通过控制一个柔性模态来消除载荷的摆动,另一个柔性模态由机械结构来消除的控制方案,并且设计最优时滞控制器消除载荷的残留振荡,使摆动能量最小,仿真结果证明了这一控制策略的有效性.     

一种新型的桥式起重机位置补偿消摆控制策略

为了抑制起重机的载荷摆动，提出了一种新型位置补偿消摆控制策略，通过载荷摆角计算载荷相对于小车的水平位置偏差，并将这一偏差乘以自适应反馈增益，修改参考指令后使系统获得合理的阻尼，从而有效地抑制了载荷的摆动，计算机仿真和试验结果表明，这一控制策略将瞬时摆动角度降到60％，可在半个摆动周期内有效抑制残留摆动，并使残留摆动幅值降到20％，由于反馈增益随系统参数的变化而变化，使控制策略对起升运动引起的参数变化具有较强的鲁棒性，因此对噪声不敏感，且在工程中易于实现。     

PD结合输入整形控制桥式起重机的载荷摆振、控制力及能耗分析

桥式起重机的加、减速运动引起载荷摆振,从而降低了起重机的工作效率、安全性和可靠性.基于起重机的动力学特性提出PD结合输入整形控制策略,研究在斜坡速度输入信号作用下PD结合输入整形控制系统的响应、控制力和能耗,定量分析输入整形和反馈增益对载荷的摆振幅值、摆振周期、控制力及能耗的作用规律.在相同反馈增益的情况下,与PD反馈控制相比较,PD结合输入整形控制使载荷的最大摆振幅值降低27%,控制器控制力降低37%,而且在一个摆振周期内有效消除载荷的残留摆振,减小起重机的辅助作业时间,提高了系统的工作效率,降低了系统的能耗.     

桥式起重机消摆控制仿真研究

桥式起重机包含挠性机械环节，小车和桥的速度变化必然引起载荷摆动，起升运动加剧了摆动的复杂性。提出一种能有效消除载荷摆动控制算法，将最小最大优化方法引入控制器设计中，在系统参数变化范围内最小化最大残留振荡能量，得到最小最大时滞滤波器。该滤波器对起升运动引起的系统参数变化不敏感，有很强的鲁棒性，能很好消除载荷摆动。控制过程中不需要反馈信号，易于工程实现。     

冬季喷水制冰蓄冷系统中水滴的热计算及系统经济性分析

冬季喷水制冰蓄冷夏季应用系统与机械制冷系统相比,无污染、节约初投资和运行费用,并且可以降低夏季电力峰值负荷.通过建立水滴结冰的能量平衡方程进行数值计算,得到了在不同的室外温度下,水滴直径和结冰时间的关系,以及喷水制冰的性能系数,由于利用自然冷源,喷水制冰具有很高的性能系数.数值模拟的结冰量与实验结果相比较误差在7%—10%,这证明本模型是可行的.在可蓄冰地区应使用冬季喷水制冰蓄冷系统替代机械制冷系统可以节约能源与投资.     

低压闪蒸液滴温度与相变过程的研究

在低压环境P=200—800Pa的工况范围内,研究了在闪蒸结冰过程中,液滴温度的变化与环境压力之间的关系.试验结果表明:在低压闪蒸结冰过程中,随着气压的降低,因为过热,液滴内部产生气泡的强度增加.液滴的破碎和液滴内部气泡的生长速度与环境压力有直接关系;在闪蒸过程中,液滴处于热力学非平衡状态,表现在液滴外侧发生的温度跳跃很小,而在液滴内部发生的温度跳跃很大;由于液滴蒸发的影响以及闪蒸过程中蒸发波的产生,即使在真空状态下,液滴周围仍存在一定的压力.     

回转式起重机载荷摆动模型及误差分析

本文针对回转式起重机载荷运动及摆动的特点,建立了极坐标系和非惯性笛卡儿坐标系,根据拉格朗日方程建立起重机在同时进行变幅、回转和起升运动的工况下载荷摆动的非线性模型和线性化模型,对于模型线性化过程中存在的误差进行了定量分析,揭示了动力学参数对载荷摆动频率、最大摆角和摆动中心线倾斜量的影响规律,从而更精确描述系统的动力学特性,为实现起重机消摆控制提供了理论依据。