船桨综合负载下基于USV的一种PMSM推进系统滑模变结构控制

以无人水面艇(USV)的永磁同步推进电机(PMSM)及其螺旋桨负载特性为研究对象,在PMSM推进系统中引入滑模变结构控制以进一步提高USV推进系统的动态性能.MATLAB/Simulink仿真分析验证了设计的滑模变结构控制USV推进系统方案的正确性和有效性.仿真实验结果表明,在船桨综合负载下的PMSM推进系统中,采用滑模变结构控制器不仅克服了传统PI控制器中参数难以整定、动态过程中转速及转矩超调大等缺点,而且增强了USV推进系统在复杂海况下的抗干扰能力,提高了系统的动静态性能.     

基于PCI-1750数据采集卡的步进电机控制系统设计

为了方便可靠地控制步进电机,设计了基于"PC+数据采集控制卡"的系统控制方案.通过VC++6.0调用数据采集控制卡中的运动函数库,动态改变脉冲频率,控制电动机的转向和转速,实现步进电机的多轴运动控制.实验表明该控制系统能够很好地满足控制要求.     

倾动式电炉流量自控系统的建模与实验模拟

运用运动分析方法和微积分方法，建立倾动式电炉输出铝熔体的流量与电炉驱动电机转速之间的数学模型。分析当电炉流量不变时，在不同的倾动位置驱动电机转速的相对大小，按照给定流量与电炉所在转角区间所对应的修正系数之积来控制电机转速，达到控制流量的目的。采用直流微电机作为驱动电机，设计与制作一套含有触发整流电路、PI调节器等的双闭环调压调速系统，将流量电位器与角位移电位器信号采入单片机功能板，并利用个人计算机、W6000软件与仿真器以及显示板等组成仿真调试系统，建立一套完整的实验装置。通过运行微机测控系统软件控制电机转速，实现流量模拟控制，最后通过模拟实验对控制模型进行修正，以提高系统控制精度。     

电传动履带车辆双侧驱动转速调节控制策略

为解决双电机独立驱动电传动履带车辆行驶控制问题,建立以目标速度为输入的电传动履带车辆整车及驱动系统模型,设计了电传动履带车辆双侧驱动转速调节控制策略. 该控制策略由综合控制单元和两侧驱动电机控制器相互配合实现. 在Simulink/Stateflow中建立转速调节控制策略模型,完成以驾驶员操作为输入、包含控制环节的多工况系统仿真. 仿真结果和行驶试验验证了转速调节控制策略的可行性和有效性. 该控制策略已在车辆上成功应用.     

采用分体式双转子电机的混合动力系统的控制

针对装有分体式双转子电机的混合动力汽车传动系统的结构,考虑主、副电机的机械耦合关系,建立了分体式双转子电机的数学模型.利用直接转矩控制方法对分体式双转子电机的主、副电机分别进行转速差和转矩差控制.通过Matlab/Simulink建立仿真模型并进行仿真.仿真结果表明,主、副电机能够根据内燃机和负载的转矩变化进行转矩合成控制,同时主电机的内转子转速能跟踪发动机转速,副电机转速能跟踪负载转速,实际车速能跟踪目标车速.     

基于DSP的双直流电机控制系统设计

针对多电机同步控制系统中调速、换向等问题,基于自动控制技术,设计以PC机为上位机、DSP为下位机能够同时调节双直流电机转速和转向的,以及选择工作电机的控制系统。给出了控制系统相关硬件和软件设计,通过PC机与DSP之间的串口通信,采用上位机串口软件发送数字化控制指令给下位机,控制双直流电机完成一系列预设功能;采用PWM脉宽调制原理对电机的转速进行调节,利用光电编码器通过T法对电机转速进行测量,并通过实测波形显示电机转速。实验结果表明,该系统不仅能够实现双直流电机转速和转向的同步调节,而且可以对工作电机进行选择,达到了双直流电机同步控制的效果,具有一定的可靠性及有效性。     

变螺距推进器设计与研究

本文提出了一种采用螺距变化方式实现侧向力输出的水下航行器推进器方案．该推进器内部有主推电机、螺距控制电机及齿轮组，螺距控制轴与推进主轴同轴安装，通过对电机转速进行控制可以周期性地改变桨叶的螺距角，从而实现侧向力输出．采用计算流体动力学(CFD)方法对该推进器的水动力特性进行了研究，结果表明：采用正弦曲线的规律控制螺距角变化可以产生稳定的侧向力，侧向力曲线在桨盘极坐标下为圆形；平均侧向力方向与螺距控制初始相位方向一致；在螺距角变化幅值为9°的情况下，产生的平均侧向力大小约为40 N．此外还仿真研究了侧向力、推力与螺距角变化幅值、转速的关系，结果表明：当螺距角变化采用正弦曲线时，推进器产生的平均侧向力与螺距角变化幅值及转速的平方成正比；而平均推力受螺距角变化幅值影响不大，与转速的平方成正比．将仿真结果应用于自主水下航行器(AUV)的动力学模型，验证装有此推进器的AUV的操纵情况．计算结果表明，当水下升潜和水平回转运动时，采用基于螺距控制的推进器可以实现良好的操纵效果．相较于传统的螺旋桨+舵的操纵方式，该方案结构简单、减少了电机数量、提升了AUV艉部空间利用率．与已有矢量推进方案相比，变螺距...     

电传动履带车辆双侧驱动控制研究

提出了采用双电机分别驱动两侧主动轮的电传动履带车辆行驶控制方案.在建立车辆及驱动系统数学模型的基础上,完成了分布式控制系统设计,提出转速调节与转矩调节的双侧驱动控制方案并进行对比分析.行驶试验验证了控制方案的可行性.两种控制方案已在车辆上成功应用.     

基于DSP的全数字永磁电机推进系统

针对永磁推进电机低转速、大转矩、轻噪声的运行要求,其控制应具备良好的低速性能。根据最大转矩/电流矢量控制原理,该文提出了一套以数字信号处理器(DSP)为核心的全数字永磁同步电动机推进系统控制方案,给出了交直交脉宽调制(PWM)驱动方式的硬件结构,以及比例积分调节、空间矢量PWM(SVPWM)等软件设计。仿真和实验结果表明,系统动态响应快,转矩脉动小,谐波含量少,低速性能良好,能够满足舰船电力推进的需要。     

PLC与人机界面在低速风洞调速系统上的应用

采用富士PLC、人机界面与变频器实现了低速风洞数据采集和风速的闭环控制.论述了系统的硬件组成、系统控制和软件设计方法,给出了系统硬件结构图、人机界面的部分画面图和PLC的程序框图.通过对电机转速、风速的双闭环控制,转速控制精度为±0.1%,风速控制精度为±0.5%,其他各项指标均达到了设计要求.系统操作方便,工作稳定可靠,满足低速风洞飞行实验需求.     

水下滑翔机低速螺旋桨的推进效率

为了研究混合驱动型水下滑翔机低速螺旋桨的几何设计参数,了解其与推进效率的关系,通过螺旋桨曲线算法计算桨叶特征点,并建立三维模型,基于升力线理论研究螺旋桨直径、转速、叶宽分布、厚度分布等几何参数对螺旋桨水动力性能的影响,运用流体力学仿真分析软件验证螺旋桨的水动力性能。对比分析结果可知:直径及转速对螺旋桨推进效率影响较大,叶宽及厚度分布对其影响较小;根据流体力学分析可知桨毂对螺旋桨推进效率有一定的影响,同时可得低速情况下推进效率较高的螺旋桨叶片设计参数。结果表明,低载荷螺旋桨在低转速、大直径、小叶宽分布、小厚度分布下的推进效率较高,可达0.73。     

PSO电机低损方案模糊预补偿转速转矩优化

针对矿用驱动电机节能控制中存在的电动机转矩脉动和速度波动问题,提出模糊预补偿调速控制方案.以元器件分类建立异步电机损耗模型并提出基于粒子群算法的变磁通控制方案.提出模糊预补偿给定转速控制以降低系统对参数摄动、干扰和非线性因素的敏感度,修正由于磁通降低带来的电机转速波动问题.利用YVP-100电机参数实验表明,所提方案在额定转矩下,降低了约0.1kw的无功损耗,同时保证了电机转速/转矩的平稳输出.     

小型船舶综合全电力推进实验平台的研制

介绍了小型船舶综合电力推进实验平台的机械和电气设计方案及相应的系统控制模型.平台主要由推进、模拟负载和测量三个子系统组成.推进系统主要由变频驱动装置、操作监控台、推进电机构成;模拟负载系统由交流电动机、四象限变频驱动装置、监控系统及负载模型软件组成;测量系统由转速传感器、转矩传感器以及PLC组成.     

电机分数阶PI控制及DSP实现

为了提高永磁同步电机的转速控制性能,引入分数阶控制器.针对永磁同步电机电流和速度的双闭环系统,建立电机模型并推导其传递函数;根据Flat Phase原则,在电机速度环中设计分数阶PI~λ控制器,对分数阶控制器和整数阶控制器分别进行多种转速试验对比.试验结果表明,分数阶PI~λ控制器的控制效果要优于整数阶PI控制器,降低了电机转速的均方根误差,提高了电机的转速控制精度.     

直流电机同步控制系统设计

采用AVR单片机作为系统的控制核心,用带有转速信号输出的直流电机作为受控电机,形成闭环控制,实时地对电机进行转速采集并计算偏差,用PID算法计算控制量,控制量用PWM的方法驱动从动电机,使从动电机实现同步控制.通过反复调试,证明该系统方案、电路和程序的设计是正确的,并整定了较好的控制参数.在没有轮系等机械传动装置的情况下,实现了两轴转速的高稳态精度同步控制.     

基于硬件在环的螺旋桨负载模拟系统设计

针对螺旋桨负载模拟问题,提出电动负载模拟的实验方案。分析了电动负载模拟系统的结构、功能和控制策略,阐述四象限船桨建模方法,并应用硬件在环技术,进行基于硬件在环技术的螺旋桨负载模拟系统设计,研究结果表明该方法能够将船桨模型和关键硬件集成在一起。系统采用转速闭环和转矩开环相结合的控制策略,通过控制负载电机的电磁转矩来模拟螺旋桨负载特性,进行螺旋桨负载特性的半实物仿真实验,结果表明该方法是可行的。     

基于自抗扰控制器的电动轮自卸车的控制与仿真分析

针对矿用电动轮自卸车的变频调速矢量控制系统中感应电机参数时变严重,控制鲁棒性差的难题,提出了一种基于变结构自抗扰控制器的感应电动机变频调速系统控制方案,将转子电阻时变看作磁链子系统的一种内扰,负载干扰对转速子系统的影响作为转速子系统的外扰,通过扩张状态观测器对不确定扰动予以估计和补偿.该方案有效地解决了参数时变对矢量控制系统解耦性能的影响,动态控制性能优于传统PI调节器,仿真结果验证了方案的合理性与有效性.     

Rikitake双盘发电机系统的追踪控制

基于广义投影同步的定义,讨论了Rikitake发电机系统的追踪控制与同步问题.设计统一形式的控制器,实现了双盘发电机系统追踪任意给定的系统,用数值模拟实现了该混沌系统与Liu系统和Duffing系统的广义投影同步,以及将该系统控制到任意比例的定点.结果表明：该方法可以实现Rikitake发电机系统追踪任意比例的参考信号.     

助力补偿的商用车动态转向系统恒力矩控制

针对商用车转向时转向盘力矩随转向盘转角及转向盘转速不断变化所造成的驾驶员疲劳问题,在应用动态转向系统的基础上提出转向盘力矩恒定控制方法。由转向盘转角和转速信息结合模糊算法计算助力电机补偿助力矩,并将该补偿助力矩与主助力矩相加共同控制助力电机产生助力。基于AMESim、Sinmlink与TruckSim进行联合仿真研究,以所建仿真模型为基础,通过仿真实验分析,结果表明所设计的动态转向系统控制方法实现了手力矩的恒定控制,改善了驾驶员转向时的手感,有助于减轻驾驶疲劳。     

基于助力补偿的商用车动态转向系统恒力矩控制

针对商用车转向时转向盘力矩随转向盘转角及转向盘转速不断变化所造成的驾驶员疲劳问题,在应用动态转向系统的基础上提出转向盘力矩恒定控制方法。由转向盘转角和转速信息结合模糊算法计算助力电机补偿助力矩,并将该补偿助力矩与主助力矩相加共同控制助力电机产生助力。基于AMESim、Simulink与TruckSim进行联合仿真研究,以所建仿真模型为基础,通过仿真实验分析,结果表明所设计的动态转向系统控制方法实现了手力矩的恒定控制,改善了驾驶员转向时的手感,有助于减轻驾驶疲劳。