矿井提升机交流电机系统探析

采用转子回路串电阻调速的绕线式异步电机广泛应用于矿井提升机电控系统。但是该方法是通过调节转子回路附加电阻的有级调速,难以实现平滑地调速,而且调节性能差,调速过程中大量的转差功率通过转子回路电阻转化为热能消耗掉了。本文提出了将斩波串级调速方案应用于改造采用转子回路串电阻调速的绕线式异步电机的矿井提升机电控系统。     

逻辑运算法在气动机械手顺序控制设计中的应用

针对复杂多气缸重复动作的电—气混合控制系统用常用设计法求解困难的问题,提出了逻辑运算法借助串级法的思路——隔离法消除障碍,用逻辑函数表示电路的逻辑关系,通过逻辑函数的运算简化电气控制回路,在短时间内实现了复杂多缸往复动作混控系统的电气回路设计。以自动化生产线实训装置中气动机械手的运动控制设计为例,验证了逻辑运算法设计复杂多缸重复动作顺序控制的有效性和可行性,有助于使得类似过程的控制设计程序化,做到有规可循。     

微型计算机兼作解耦器和PID调节器的线性多变量控制系统

本文针对工业过程控制中常见的多输入多输出相关受控系统,提出了先设计解耦器,使多输入多输出的相关系统等效于多个简单的独立受控回路,然后再为各个回路设计调节器的方法。解耦器和PID调节器由微型计算机软件实现,比只用微型计算机作PID控制的系统不必增加任何硬件设备,而可以做到既实现解耦又使系统具有较好的静、动态品质。     

基于压电迟滞对称性的线性微位移控制作动器

针对目前压电微位移控制系统中普遍存在的模型非线性、系统复杂或不稳定等缺点,提出了一种基于压电迟滞对称性及单向单回路循环的微位移线性控制系统。 首先利用压电迟滞效应中回路正调曲线与逆调曲线之间的轴对称性质,使二个性能一致的压电位移作动器位于回路的对称点,其迟滞非线性效应得 以相互抵消,从而使其总的位移输出与输入驱动电压呈线性关系;其次,在控制策略的选择上,为避免因次级回路的出现而导致的复杂性与不稳定性,并保证压电系统的输出精度,位移调节过程中仅采用一个确定的主回路,且二个位移作动器均按此主回路的单向逆时针方向调节;依据所提出的模型和算法,进行了实验验证,并对误差进行了分析与补偿;结果表明模型位移输出精度达到 nm 级,最大误差 15 nm,平均误差约 0 nm;同时该模型还具备结构简单、计算量小、易于实现、输入与输出为线性关系等优点。     

考虑输入时滞的舵机伺服系统自适应指令滤波输出反馈控制

针对舵机伺服系统运行过程中存在复杂非线性以及信号输入时滞、使系统的精度降低,严重时甚至造成系统失稳的问题,提出了一种考虑输入时滞的自适应指令滤波输出反馈控制策略。首先,将系统中存在的输入时滞考虑为控制器信号输入时滞,给出舵机伺服系统状态方程,选用梯度下降法设计时滞估计律对未知时滞进行估计;其次,将系统中存在的复杂非线性统一为扰动,选用扩展状态观测器(ESO)加以估计,将观测的系统状态值用于设计控制量实现输出反馈控制;然后,选用指令滤波将高阶求导过程转化为求积分,实现信号滤波以抑制微分噪声;最后,基于Lyapunov-Krasovskii泛函稳定性定理证明控制器实现系统有界稳定。仿真及实验表明,所提的控制方法与传统反步控制方法、自抗扰控制和比例微分积分(PID)控制方法相比,响应时间分别提升了92%、88%和51%,跟踪精度分别提升了90%、84%和26%。     

基于延时复用技术的短时间间隔测量方法

提出了一种基于延时复用技术的新的短时间间隔测量方法.根据基于时-空关系的时间间隔测量原理,将若干延时单元组成延迟链.延迟链的输出被反馈到系统输入端并与输入信号进行单稳态触发逻辑判断,判断结果被重新送回到重合检测电路中去,实现一个延迟链可以多次重复使用的循环检测,扩展了基于时-空关系的时间间隔测量范围,提高了测量系统的稳定性.实验和分析结果表明了该方法的科学性和先进性,其测量分辨率可达到100皮秒至10皮秒量级.结合现场可编程门阵列(FPGA)片上技术,新方案设计的测量系统具有结构简单、成本低廉的优点.     

INA设计技术及MATLAB实现

简要介绍在多变量控制系统中有着广泛应用前景的INA设计技术及其MATLAB实现，INA法的基本思想是通过选择预补偿器使原系统的逆前向传递函数矩阵成为对角优势阵，从而实现各输入输出变量之间的基本解耦，在用逆乃圭斯特阵列法(INA法)把多输入多输出(MIMO)回路间严重关联的多变量系统设计问题转化为一组单变量系统设计问题的基础上；阐述了用MATLAB语言完成INA法设计的机辅设计步骤；借助MATLAB语言用INA法设计了一个三输入三输出控制系统，并对设计好的系统进行数字仿真，结果表明，所设计的系统可以稳定工作，各项指标均可满足工程要求。     

555单稳态触发器的触发特性分析

为了研究单稳态触发器的触发特性, 分析了555单稳态触发器的触发特性, 研究了电路输出状态与外加触发信号的关系。发现输入触发信号为周期性脉冲信号时输出信号对输入信号的分频作用, 从而扩展了单稳态触发器的应用方向。Multisim仿真实验证明了所述观点正确性。     

气动程控回路的快速区间直观设计法

介绍了一种新型的气动程控回路快速设计法的设计思想和步骤。该设计法仅需对气缸工作程序式的区间进行直接地观察和分析,即可快速求出气控信号逻辑表达式。与传统的作图法和逻辑解析法相比,具有简单、易掌握、速度快等特点。     

化简多输出逻辑函数的一种方法

本文对于多输出函数,讨论多维体的数据结构、输入,输出方法以及锐积(#)运算在计算机上的实现,给出锐积蕴涵化简的分组化简法,共计算量仪是不分组时的三分之一,甚至更少。文中将覆盖最多点法扩展、改进成为求解多输出函数覆盖问题的方法,能得到一个接近最小造价的解,在时间和最小性方面都切实可行,并可用于PLA的程序设计。最后,利用上述方法组成一种化简两级多输出组合逻辑函数的算法,并给出在FELIX C—512机上用FORTRAN程序实现的几个例子。     

一类双层次逻辑结构的泛布尔代数概型(摘要)

本文试图通过寻求数据之间的逻辑联系来研究复杂系统变量间的关系,为此建立了一类双层次逻辑结构的泛布尔代数概型,提出了一种分析复杂系统的逻辑方法,试为复杂系统的研究提供一条可能的途径。一、客观原型例如,将维尼纶缩醛化试验看作一个复杂系统;将其输入变量为反应时间与甲醛浓度、输出变量为缩醛化度的实验数据分级,通过这个分级步骤,变量间的数量关系便可转化为其间的逻辑关系,然后对其实施逻辑分析。     

一种轨对轨两级CMOS运算放大器的设计

目的 设计一个具有轨对轨输入和输出摆幅的两级CMOS运算放大器.方法 输入级采用两对单一类型的n沟道差分对管作为输入管,用两个相同的n沟道源跟随器来完成输入电平的直流电平转移,实现了轨对轨的输入摆幅;输出级采用前馈甲乙类控制的轨对轨输出级,保证了轨对轨的输出摆幅和较强的驱动能力.结果 用标准的0.6μm CMOS BSIM3v3模型库对该放大器进行了仿真,开环电压增益、单位增益带宽和相位裕度分别达到了113.57dB,11.9MHz和53°,输入级跨导的变化在±5%内.结论 所设计运算放大器其输入和输出摆幅为轨对轨,满足设计所提要求.     

一种用于脉冲超宽带接收机的0.18-μm CMOS工艺的高增益检波器

设计了一个用于非相干脉冲超宽带接收机的0.18-μm CMOS工艺的能量检波器.该检波器包含了输入匹配模块、平方电路、翻转电压跟随器-电流检测电路、跨导级以及输出缓冲器.平方电路运用饱和区晶体管的平方律特性对输入差分信号进行平方,所得到的输出电流由翻转电压跟随器-电流检测电路转换成电压.跨导级对该信号进行放大并积分得到所接受的能量.测试结果可以看出,当输入信号的峰峰值超过60mV时,在高达300 MHz的频率下检波增益可以达到10 dB.而最小检测幅度为13 mV,此时的检波增益为5 dB.在移除输出缓冲器之后,输出脉冲的幅度将增加一倍.不计及测试焊盘,芯片面积为0.23 mm×0.3 mm.电路由一个1.8 V的电源供电,核心电路电流为3.5 mA.该检波器已成功应用于开关键控方式的接收机以实现高速宽带通信.     

一种复杂系统的模糊模型结构及递推辨识方法

提出了一种复杂系统的模糊模型结构及辨识方法．该模糊模型利用系统的输入和输出数据,将输入和输出空间视为模糊空间．根据辨识精度将模糊空间划分为ｍ 个子空间,每个子空间由线性模型来表征．由隶属函数将子空间模型联接成全局模型来表征系统的整体特性．隶属函数和子空间的模型参数由递推辨识方法实现．仿真结果表明,这种模型结构可以表达复杂系统的特征和辨识算法的有效性     

基于系统周界模型的典型坝控流域人类活动影响

基于系统周界的观控模型提出了人类活动影响的侵蚀分析方法,通过系统模型输出、内部状态以及输入之间的关系,导出了系统输出与输入、系统内部状态和人类活动影响强度的关系式。应用于陕西省榆林市子洲县西北部的小河沟流域的石畔峁坝坝控流域系统,以坝控流域上的四个侵蚀性降雨指标为输入集,以四种水保措施为内部状态集,以淤地坝层淤积量为输出集,并与传统系统分析方法进行了比较。结果表明:提出的模型方法较为合理,能更准确地分析出人类活动的变化趋势和系统内部状态对坝控流域土壤侵蚀的影响,从而说明了坝控流域系统的输出受到输入、内部状态以及人类活动的多重影响,拓宽了人类活动影响下的黄土高原土壤侵蚀研究思路。     

直升机姿态与航迹非线性动态逆飞行控制模型

针对直升机仿真中的飞行控制问题,采用非线性动态逆控制方法设计并实现了直升机的姿态以及航迹控制模型.对直升机运动的各个状态量进行分组,划分"部分逆"回路,分别对各组状态量进行控制回路设计,内外环回路分别采用动态逆方法进行设计.通过内外环回路的解算,实现直升机对输入姿态角的跟踪以及对过载的控制,进而实现航迹控制.动态逆的非线性飞行控制模型设计,使直升机运动方程的非线性和线性部分兼容,较好地实现系统动态特性的解耦,简化了直升机控制系统设计,实现了直升机的各种机动动作.以黑鹰直升机数据为例,对模型进行了验证,结果显示:各控制通道的输出响应速度较快,控制结果较好.     

基于数据的多模型分数阶PID控制方法

针对复杂非线性系统,将多模型建模与分数阶PID控制相结合,设计了一种完全基于输入-输出数据的多模型在线建模控制方法.首先,利用输入-输出数据对非线性系统进行在线多模型建模;然后,针对所建立的多个局部模型,基于加权控制方式设计分数阶PID控制器.该方法将对系统的建模与控制器的设计包含在一个控制系统设计框架以内,对系统模型的不确定性具有更好的鲁棒性,仿真实验的结果表明了该方法的有效性.     

前馈补偿法在空调系统控制中的应用

采用机理分析和实验数据分析相结合的方法,建立了变风量空调的数学模型,并依据此模型建立了四输入、四输出的变风量空调系统的传递函数矩阵．针对该系统采用前馈补偿法设计了变风量空调系统的解耦补偿器,该解耦补偿器可以使所研究的变风量空调控制系统的开环和闭环传递函数矩阵都变换为对角矩阵,从而解除各个控制回路之间的耦合,使变风量空调系统实现解耦．实验结果表明,该解耦控制方法在变风量空调中的应用效果较好,提高了系统的控制品质和性能。     

基于MATLAB的PID算法在串级控制系统中的应用

串级控制系统具备较好的抗干扰能力、快速性、适应性和控制质量,因此在复杂的过程控制工业中得到了广泛的应用.对串级控制系统的特点和主副回路设计进行了详述,设计了双容无自衡串级液位控制系统,并将基于MATLAB的增量式PID算法应用在控制系统中.结合基于计算机控制的PID参数整定方法实现串级控制,控制结果表明系统具有优良的控制精度和稳定性.     

等价输入干扰法在液压系统中的应用

针对液压系统的高精度控制问题,提高整个系统的自动化程度和提高压力控制的准确性,引入等价输入干扰的设计思想设计控制器,该控制器通过一个等价输入信号,并直接将其与控制输入进行叠加,保证有效抑制干扰信号对系统输出影响,实现对给定位置指令的高精度定位跟踪。在基于等价输入干扰补偿的控制系统中,运用分离定理将控制系统分成状态反馈子系统和由状态测器与低通滤波器构成的子系统两部分进行单独设计,通过仿真表明该方法对液压系统可以有效抑制干扰,准确对液压实现精确控制。