一类非线性级联系统层次化执行器故障诊断方法研究

研究了一类非线性级联系统中执行器内部参数与全局系统运行的相关性问题,利用系统全局可测信息隔离故障执行器并识别执行器内部故障参数.应用可逆理论及基于模型的故障诊断方法,形成了一种系统级与设备级相结合的互联系统层次化执行器故障诊断方案.通过将执行器视为独立子系统与过程子系统互连,构成互连非线性动态系统;并进行互连系统的可逆...     

REXA执行器DEH系统一次调频能力的研究

汽轮机REXA执行器纯电液调节系统(简称REXA执行器DEH系统)是一种新型电调系统,该系统采用美国REXA公司生产的REXA电液执行器作为DEH的电液转换装置.REXA执行器无需外供油源,有效提高了系统的抗油质污染能力.REXA执行器加上反馈杠杆组成的力驱动执行机构,是一种系统结构简单、调节精度高以及稳定性好的DEH液压放大机构.REXA执行器DEH系统在提高机组自动化方面做出了突出的贯献,在不同类型机组得到广泛的应用,取得良好的效果.本文主要探讨了REXA执行器DEH系统的一次调频功能,以及在电厂实际应用中的调频能力.     

执行器退化下反馈控制系统的寿命预测和延寿方法

在长期运行过程中,控制系统受到复杂工作环境的影响,执行器会发生不同程度损伤并导致其性能退化,进而致使反馈控制系统性能随之下降,甚至无法正常工作.因此针对执行器退化引起的系统性能恶化问题,建立了磨损和冲击共同作用的执行器复合退化模型,并采用基于失效时间的概率分布方法预测系统剩余寿命.然后,将执行器状态纳入控制器设计中,通过在线调整控制约束和修正设定值寻求系统性能与执行器健康指标之间的折衷平衡,以延缓执行器退化实现延长控制系统生命周期的目的.最后通过仿真案例验证了文中方法的有效性.     

REXA执行器DEH系统孤网运行能力的研究

汽轮机RExA执行器纯电液调节系统（简称REXA执行器DEH系统）是一种新型电调系统,该系统有效提高了抗油质污染能力、抗油压干扰能力以及抗电信号干扰能力,是一种结构简单、调节精度高以及稳定性好的DEH系统.REXA执行器DEH系统在提高机组自动化方面做出了突出的贡献,在不同类型机组得到广泛的应用,取得良好的效果.该文主要探讨和研究REXA执行器DEH系统在孤网运行工况下的控制策略和应用情况.     

低功耗摆动式电磁执行器的设计与仿真

执行器是电子调速系统中的关键部件,对调速系统的性能有较大影响。通过对步进电机、直流伺服电机和比例电磁铁等执行器的分析比较,设计了一种响应速度快、功耗低的摆动式执行器,并建立了数学模型。通过MATLAB对由给定值电路、比较电路、PI调节器、驱动电路、执行器和角位移传感器等组成的电子调速器位置控制环进行了频域和时域仿真,仿真结果证明了摆动式执行器的稳定性和可靠性。通过对执行器工作电流的测量,验证了该执行器具有低功耗的特性。     

高速柴油机电控系统中电磁式执行器的研究

研制了用于高速柴油机电控系统的电磁式执行器，介绍了电磁式执行器的结构及原理。建立了电磁式执行器的动态模型，并对该电磁式执行器的稳态特性和动态特性进行了测试研究。发动机台架试验表明，电磁式执行器设计合理，具有较高的控制精度和良好的动态响应特性。可以满足高速柴油机电控系统的要求。     

一类带有控制器失效的切换系统的模型参考自适应律的设计

研究了一类带有执行器失效的切换系统的模型参考自适应控制的自适应律的设计方法。对于给定的系统控制器,利用构造Lyapunov函数,推导证明并得出切换系统在切换策略即执行器正常工作与执行器失效相互切换的情况下,设计切换系统的自适应律,保证切换系统的全局实用稳定。仿真结果表明,状态跟踪误差的收敛验证了此方法的有效性。     

一类带有执行器故障的随机跳跃系统的可靠控制

研究了一类带有执行器故障的随机跳跃系统的可靠控制问题:主要工作是把此类系统要求转移概率完全已知的条件放宽到了转移概率部分未知的更一般情形,具有更小的保守性.首先,给出了保证此类系统随机稳定的充分条件;然后,提出了此类系统考虑执行器故障时的可靠控制问题,并设计了一个考虑执行器故障的可靠控制器.最后,基于带有执行器故障的可靠控制器设计方法,将问题归结为求解一组线性矩阵不等式的可行解问题.数值仿真算例说明了所得结果的有效性.     

非线性系统执行器故障隔离的参数区间法探讨

对非线性系统故障隔离的参数区间法进行了研究,将非线性系统故障隔离的参数区间法加以推广,并用以解决非线性系统执行器故障的隔离问题.采用单连接机械人作为仿真对象对参数区间法在非线性系统执行器故障隔离中的有效性仿真验证,通过在单连接机器人模型上的仿真结果验证了该方法用于非线性系统执行器故障隔离的有效性.     

执行器失效的跟踪控制律重构:故障掩蔽法

为避免直接重构系统状态过于苛刻的条件,提出了线性系统存在执行器故障时动态镇定和定点跟踪控制器重构设计方案.基于重构模块思想和故障掩蔽方法,导出了扩展虚拟执行器以获得静态和动态重构模块的统一描述,其中重构模块与标称控制器一起构成可重构控制器.从而实现了执行器故障情况下线性时不变系统的闭环稳定和跟踪性能恢复的重构目标.仿真表明:即使执行器故障重构闭环系统亦能镇定,并可达到稳态值恢复的跟踪重构目标.     

泵阀双源协同驱动多执行器系统特性研究

针对工程机械等多执行器复合作业装备中阀控系统节流损失严重、泵控系统装机功率过大的问题,提出一种泵阀双源协同驱动多执行器系统。首先对不同系统能效机理进行理论分析,明确了载荷差异造成阀控系统大量节流损失的根本原因是各执行器驱动腔压力不同。在此基础上,设计了基于所提系统的极低压损控制策略。然后,借助SimulationX仿真软件,建立了37 t液压挖掘机仿真模型,通过试验验证了模型的准确性,并进一步建立了泵阀双源协同驱动和电液流量匹配系统液压挖掘机联合仿真模型。最后,分析对比动臂和铲斗空载复合动作工况下,所提系统与电液流量匹配系统的运行特性和能量特性。结果表明：与电液流量匹配系统相比,所提系统显著改善了重载执行器响应滞后现象,提升了系统运行平稳性,同时大幅降低了载荷差异造成的轻载执行器回路压力损失,整机节流损失和能耗分别降低了67.2%和39.8%。本研究可为降低多执行器复合作业装备节流损失提供全新的解决方案。     

传感器/执行器失效的电动汽车EPS鲁棒容错控制

针对电动汽车电动助力转向(EPS)系统同时存在参数不确定性、传感器故障和执行器故障的情况,建立了EPS系统的动力学模型。设计了系统的鲁棒容错控制器。设计的控制器既保证系统在传感器和执行器正常工作及发生故障时闭环系统的完整性,又保证系统在参数不确定性下的鲁棒稳定性。对EPS系统进行容错控制,针对传感器和执行器的不同故障隶属度情况进行了仿真比较。仿真结果表明了该方法的有效性,进一步完善了EPS系统的可靠性和鲁棒性。     

考虑执行器饱和补偿的移动机器人自适应积分滑模控制

针对存在执行器输入饱和约束、模型参数不确定性以及外部扰动等因素影响下的移动机器人跟踪控制问题,提出一种考虑执行器饱和补偿的移动机器人自适应积分滑模控制方法。利用双曲正切函数对执行器输入饱和约束作近似处理,并将系统动力学模型表示为仿射系统形式。将执行器输入饱和约束的近似处理误差、模型参数不确定性以及系统外部扰动扩张为一个新的状态,进而设计扩张状态观测器对系统总和扰动进行估计,在此基础上设计系统自适应积分滑模控制器,从而改善普通滑模控制中抖振突出的问题,保证系统的跟踪控制性能。对所提控制方法进行了仿真验证,结果表明,所提控制方法在执行器输入饱和约束、模型参数不确定性以及外部扰动等因素影响下能够保证跟踪误差快速稳定收敛。     

永磁同步电动机步进控制的电动执行器研究

文章研究了基于交流步进控制理论的永磁同步电动机控制策略及其在电动执行器中的应用,并利用DSP芯片TMS320F240设计了全数字控制器,完成了步进电源触发的执行器驱动器设计,并对本课题开发的执行器系统的结构和性能进行了分析。实验证明,系统具有良好的速度和位置控制性能。     

BP神经网络在电动执行器控制中的应用

为提高电动执行器的控制精度、消除电机振荡,满足智能制造领域对电动执行器控制性能越来越高的需求,将人工神经网络应用于电动执行器的控制中,设计一套高精度、高稳定性的电动执行器。该电动执行器将电机的电压、电流、转速、温度作为输入量,利用人工神经网络预估电机停止位置,避免电机振荡,其控制精度由国家标准规定的5%提高到1%。实验结果表明,该电动执行器电路更加简单,能够有效提高系统稳定性和控制精度。     

具有执行器饱和切换系统的控制

主要研究了一类具有执行器饱和的切换系统的控制问题,探究当切换系统中执行器出现饱和时,系统要达到渐近稳定需要满足的充分条件,并证明所得结论。首先,针对执行器饱和系统,处理饱和项至关重要。利用扇形区域法的思想,成功解决饱和项的处理问题。其次,为系统选择适当的李雅普诺夫函数,进而研究获得执行器饱和切换系统的的渐近稳定判据。然后,为使求解更加方便快捷,对获得系统渐近稳定的充分条件做变形处理,将其转换成线性矩阵不等式形式。最后,进行吸引域大小的估计,结合相应的仿真算例,证明了研究成果是有效可行的。     

扇形区域极点配置静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,考虑连续增益故障模型,研究了具有执行器故障的扇形区域极点配置的静态输出反馈可靠控制问题.首先,在执行器无故障的前提下,给出使极点能够配置在扇形区域内的充分条件,进而得出系统的静态输出反馈可靠控制率.然后,基于执行器故障,重新设计静态输出反馈可靠控制器,利用求解线性矩阵不等式的方法,完成静态输出反馈可靠控制器的设计.由此可靠控制器构成的闭环系统,使得当执行器发生故障时,也可使闭环系统的所有极点保持在扇形区域内.数值仿真验证了结果的有效性和可行性.     

传感器和执行器故障检测与隔离方法

设计构造一种基于观测器的故障检测与定位方法,该方法对多输入多输出随机系统中传感器和执行器同时发生的故障或分别发生的故障进行检测和定位.为确定故障位置,先将原系统按传感器个数划分成若干子系统,使每个子系统与特定的传感器故障不相关而与其他传感器故障相关,再为每个子系统设计一个观测器,使其对特定的执行器故障不敏感而对其他执行器故障的敏感度最大.由此,利用观测器的信息统计量,经逻辑判别便可确定系统中传感器或执行器故障位置.     

一类不确定时滞系统的鲁棒H∞可靠控制

研究了一类包含状态时滞和参数不确定系统基于状态观测器的鲁棒H∞可靠控制问题.目的是设计状态观测器不仅使得执行器正常工作时系统渐近稳定,而且使得对于系统中预先指定的执行器子集内的执行器失效时,相应的闭环系统也渐近稳定.借助于议论广义的Riccati矩阵不等式,给出了控制器存在的条件,同时给出了所期望控制器的解析式.最后,通过一个仿真例子,说明该方法的可行性.     

梯形区域极点配置静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,考虑连续增益故障模型,研究了具有执行器故障的梯形区域极点配置的静态输出反馈可靠控制问题。首先,在执行器无故障的前提下,给出使极点能够配置在梯形区域内的充分条件,进而得出系统的静态输出反馈可靠控制率。然后,基于执行器故障,重新设计静态输出反馈可靠控制器,利用求解线性矩阵不等式的方法,完成静态输出反馈可靠控制器的设计。由此可靠控制器构成的闭环系统,使得当执行器发生故障时,也可使闭环系统的所有极点保持在梯形区域内。最后的数值仿真验证了结果的有效性和可行性。