直驱式容积控制电液伺服系统设计研究

针对普通电液伺服系统存在的弊端,设计了直驱式容积控制电液伺服系统,以交流电机伺服控制系统代替电液伺服阀,使得这一新型电液伺服系统具有体积小、可靠性高,节能等优点,适用于液压传动及要求不太高的伺服控制场合。     

直驱式容积控制电液伺服系统设计研究

针对普通电液伺服系统存在的弊端,设计了直驱式容积控制电液伺服系统,以交流电机伺服控制系统代替电液伺服阀,使得这一新型电液伺服系统具有体积小、可靠性高、节能等优点,适用于液压传动及要求不太高的伺服控制场合。     

基于迭代学习的直驱式电液伺服系统控制研究

本文阐述了直驱式电液伺服系统原理、组成和特点,并建立了直驱式电液伺服系统数学模型,进行了动态特性理论分析。为改善其动态性能,设计了闭环PID迭代控制器,并进行了实验研究。结果表明该系统动态性能平稳,控制器的控制效果良好,系统具有较强的抗干扰能力。     

基于参数不确定的主动前轮转向鲁棒性控制

设计了一种主动前轮转向的鲁棒性控制.考虑外部干扰和系统的不确定性,采用鲁棒线性二次型调节器(RLQR)对车辆稳定性进行优化控制.提高系统鲁棒性.多种情况下的非线性仿真结果表明,所设计的主动前轮转向鲁棒控制具有较好的控制特性,并能有效提高车辆的稳定性.     

主动油气悬架电液伺服系统的自适应滑模控制

在主动油气悬架的基础上,针对电液伺服阀的工作特性以及外加未知扰动的情况,采用自适应滑模控制的方法进行控制器设计。该方法针对悬架系统的不确定刚度进行自适应控制,较好的解决了参数不确定性对系统的影响,采用滑模控制的切换控制方法来提高系统对干扰的抑制作用,利用饱和函数代替符号函数的方法来减弱系统抖振带来的不利影响。最后通过仿真对比,主动悬架的车身垂直加速度、悬架动行程和车轮动载荷三项指标较之被动悬架都有了较大改善。     

基于固定时间非奇异终端滑模的汽车主动前轮转向系统控制

针对汽车主动前轮转向系统(active front steering, AFS)中的安全控制问题,提出一种基于固定时间非奇异终端滑模的主动前轮转向控制器.将固定时间终端滑模与幂次趋近律相结合设计一种新的固定时间非奇异终端滑模控制器,以实现系统的快速稳定控制和削弱系统稳态时的抖振,使得闭环系统的收敛时间仅取决于滑模面及控制器的参数设计,而与系统的初始值无关.基于Lyapunov稳定性理论验证了闭环系统的稳定性.仿真结果表明,所提固定时间终端滑模控制方法的快速性和稳定性均优于传统滑模控制和PI控制方法.     

主动稳定杆与主动前轮转向耦合作用研究

对于同时装备主动稳定杆与主动前轮转向的车辆,为了获得最佳控制性能,建立仿真模型研究了双系统的耦合问题.建立非线性车辆动力学模型,并设计了主动转向比例积分微分控制器;基于稳定杆作动器,设计了主动侧倾滑模控制器以及反侧倾力矩前后轴分配模糊控制器;最后设置阶跃转向与双移线机动工况.仿真结果表明,主动转向可以一定程度改善侧倾性能;另一方面,反侧倾力矩分配与主动转向配合可以进一步提高车辆的横摆稳定性能,同时还可以保证侧倾稳定性能.     

车辆主动前轮转向与主动悬架的自抗扰控制方法

为实现主动前轮转向系统与主动悬架系统的集成及解耦控制,该文采用自抗扰方法对两个子系统进行集成控制,设计了主动前轮转向和主动悬架的自抗扰控制器,并进行了路面扰动输入下的双移线试验。研究了车辆的路径跟踪性能、转向路感、转向灵敏度和舒适性,对比分析了无控制、主动转向单独控制和主动悬架单独控制系统集成的控制特性。结果表明,自抗扰集成控制的主动前轮转向与主动悬架能同时改善转向性能指标和舒适性能指标,提高了车辆操纵稳定性和乘坐舒适性。自抗扰控制器设计无需精确数学模型,干扰抑制也无需扰动模型,控制方法简单,鲁棒性好,易实现转向、悬架及各悬架间的解耦控制。     

基于Kalman滤波的力矩电机直驱转台系统数字滑模控制

针对含有测量噪声和过程噪声的力矩电机直驱转台伺服系统,提出一种基于卡尔曼滤波器的数字滑模控制策略。首先,考虑到现有控制多采用计算机进行离散数字控制,首先将力矩电机伺服系统的数学模型进行数字离散化;其次,对离散化系统设计基于指数趋近率的软切换滑模控制器;最后,将设计的滑模控制器信号和带噪声的输出通过Kalman滤波器,得到系统最终输出信号。仿真实验结果表明:所设计的控制器对系统的噪声具有很强的鲁棒性和跟踪性能。     

地面直驱式螺杆泵系统

为了提高螺杆泵系统的采油效率,设计了高性能的地面直驱式螺杆泵电机系统。该系统采用节能型大力矩永磁同步电动机直接驱动,减少了机械减速器和皮带减速器,增加了反转制动机构,可实现带电停机、断电制动和负载自动跟踪的功能。井口运行数据显示：该设计单井耗能效率提高了1/3以上,线路损耗节省80%,综合节电率约20%。与传统螺杆泵系统相比,系统工作可靠性高,节能效果显著。     

直驱式电液伺服转叶舵机AFSM-LTOC控制器

针对直驱式电液伺服转叶舵机的控制问题,提出一种带有负载力矩观测补偿的自适应模糊滑模设计方案.采用自适应模糊滑模控制解决由于系统的不确定性及干扰的存在而不能准确控制的问题,使控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型.引入负载力矩观测补偿的方法,对负载力矩进行实时动态补偿,抑制负载力矩对系统响应和速度跌落的影响,提高系统的响应速度.基于李雅普诺夫函数推导出规则参数调整的自适应率,保证闭环控制系统的稳定性.实验结果表明:该控制器能够补偿执行单元的交流特性,降低稳态误差,抑制负载力矩扰动,提高系统的鲁棒性和动态特性.     

高地隙自走式车辆主动前轮转向稳定性控制的研究

针对高地隙自走式车辆动力系统非线性以及多耦合的问题,本文提出基于BP神经网络的自抗扰主动前轮转向控制策略,建立了高地隙车辆非线性七自由度操纵稳定性动力学模型及其参考模型;设计了质心侧偏角自抗扰控制器以及横摆角速度自抗扰控制器,对整车行驶过程中质心侧偏角和横摆角速度之间的耦合特性以及非线性因素进行在线估计和抑制;添加BP神经网络模块对控制器参数进行在线寻优,提高控制器精度和鲁棒性;最后,基于MATLAB/Simulink仿真了高地隙车辆在不同路面环境转向工况下的响应。研究结果表明：基于BP神经网络的自抗扰主动前轮转向控制器BPADRC对比无控制,质心侧偏角峰值降低约6%,横摆角速度峰值降低约7%;对比普通的自抗扰控制器ADRC,控制精度更高,鲁棒性更好。     

基于主动前轮转向控制的汽车侧风稳定性研究

文章针对高速汽车在侧风环境下的气动稳定性问题,建立汽车空气动力学与汽车多体动力学的动态双向耦合分析模型;考虑线性二次型调节器(linear quadratic regulator, LQR)的主动前轮转向控制对高速车辆侧风稳定性的影响,并采用定方向盘转角验证主动前轮转向模型的鲁棒性;对比分析某轿车在有、无主动前轮转向控制下的运动与流场特性。研究结果表明,在侧风作用下,有、无主动前轮转向控制的车辆最大侧向位移分别为0.13 m和1.98 m,最大横摆角分别为0.41°和-2.33°,其中最大侧向位移减小了93%,最大横摆角减小了82%,因此采用主动前轮转向控制可以明显改善汽车的侧风稳定性。     

直驱式PMSG风力发电系统LVRT分段控制研究

选择PMSG风力发电系统作为研究对象,对网侧逆变器的功率暂态过程进行分析.通过功率解耦控制对故障时的逆变器进行控制策略修正,并配合撬棒电路进行耗能.提出一种基于变流器和撬棒电路分阶段控制的永磁同步发电机风力发电系统低电压穿越技术,对控制策略进行仿真分析验证.结果表明,在1200 kV直流输电系统发生电压跌落故障时,控制...     

直驱式波浪发电系统的状态切换控制方法

通过对直驱式波浪发电系统的功率捕获优化方法进行研究,文中提出一种基于直线发电机的状态切换控制方法.即基于直驱式波浪发电系统中直线发电机在空载状态的速度比发电状态时的速度高的特点,控制直线发电机使其在空载状态和发电状态之间进行切换,从而提高发电机在发电状态时的运行速度,最终实现捕获功率的进一步提高.与其他功率捕获优化方法...     

直驱式永磁直线电机深度模糊滑模-自抗扰控制

针对直驱系统中各种非线性干扰直接作用下的永磁直线电机控制性能恶化的问题,提出一种深度模糊滑模-自抗扰控制方法。首先,通过非线性扩张状态观测器估计系统不确定扰动,在滑动面设计中引入跟踪误差的积分项,结合饱和函数sat(s)与位移误差的幂函数设计趋近律,从而改进滑模-自抗扰控制方法;其次,为避免设计过程中的主观影响,进一步提升直线电机在复杂工况下的适应能力,基于深度神经网络训练模糊规则,进而调节滑模控制的关键参数。采用所提方法在直驱泵性能测试平台进行了实验研究,结果表明：所提深度模糊滑模-自抗扰控制方法有效提高了直线电机控制精度、响应速度与鲁棒性,直线电机的阶跃响应时间相对于传统滑模控制方法提升了23.87%;正弦目标跟踪的ITAE指标改善是传统滑模控制方法的4.7%、是改进滑模-自抗扰控制方法的13.2%;在传感器白噪声干扰下,正弦目标跟踪的最大跟踪误差相对于改进滑模-自抗扰控制方法改善了一个数量级。     

双侧电驱履带车辆模糊自适应滑模转向控制

针对履带车辆在行驶过程中,由于路面条件非线性变化导致的车速和转向角速度跟踪存在时滞和不稳定的问题,基于履带车辆转向运动学和动力学分析,提出了一种基于滑模变结构的转向控制方法,并将履带车辆的控制系统进行解耦,分别控制车速及转向角速度.采用积分滑模控制算法,设计了能够适应路面变化的车速控制器;引入模糊控制柔化控制信号,降低滑模抖振,并结合自适应调节设计了能够适应转向阻力非线性不确定的转向角速度控制器.运用MATLAB/Simulink软件对系统进行转向控制仿真分析,与传统比例-积分-微分(PID)控制相比较,车辆行驶速度与转向角速度跟踪响应速度分别提高了1.9 s和0.5 s,转向角速度跟踪精度提高了4％.仿真结果表明:所提出的算法具备响应速度快、抗扰动能力强的优点,能够实现履带车的稳定转向.     

基于径向基神经网络的主动前轮转向自抗扰控制

为研究复杂环境下车辆主动前轮转向系统（AFS）稳定性问题,提出一种基于RBF神经网络的主动前轮转向自抗扰控制（ADRC）方法,通过设计RBF神经网络结构采用梯度下降法达到自抗扰控制器参数整定的目的,改善ADRC参数多整定耗时且控制效果难以保持最优的不足;针对车辆AFS定传动比的不足,设计固定横摆角速度增益的理想变传动比规则。结果表明,基于RBF神经网络的ADRC策略能够较好的实现动态跟踪主动前轮转向理想横摆角速度,同时相比ADRC抗干扰量提高了25.8%,有效抑制了横摆角速度的振荡幅值。可见该方法提高了理想横摆角速度的跟踪能力,改善了车辆的可控性和稳定性并具有良好控制精度。     

直驱式风力发电系统中双PWM变流器控制策略的研究

大功率风力发电系统是目前的主流风力发电系统之一。以背靠背载波移相并联双脉宽（PWM）变流器作为直驱型风力发电系统的风力发电变换单,以满足大功率直驱型风力发电系统可靠性等各方面的要求,而且变流器直接并联的方式有结构简单、便于模块化设计和容易扩展等优点。网侧变流器控制技术、电机侧变流控制技术的有效利用对优化直驱风电系统电流控制具有十分重要的价值。     

基于dSPACE的汽车主动前轮转向试验台设计

以宝马和采埃孚联合开发的主动前轮转向系统为原型,基于dSPACE实时仿真系统,设计并搭建了主动前轮转向系统的硬件在环实时仿真试验台,给出了试验台的系统架构图,重点分析了试验台的实时仿真过程、主动转向控制方案、变传动比执行电机以及双行星齿轮机构的工作过程。基于此试验台,通过可变传动比、双移线等试验项目验证了主动前轮转向系统的可变传动比、横向稳定控制等功能,为主动前轮转向系统的开发和相关控制器的设计提供了支持。