伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统模糊自整定PID控制

伺服电机驱动连铸结晶器按期望规律振动是一种新型的驱动方式。本文针对常规PID控制对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移非线性系统难以实现理想控制效果的问题,设计了一种连铸结晶器振动系统的模糊自整定PID控制器。仿真结果表明,与常规PID控制相比,采用模糊自整定PID控制器能够实现连铸结晶器振动位移系统对期望波形的精确跟踪,且系统对外部负载转矩扰动、减速比不确定性和偏心轴机械零位初始偏差具有较强的鲁棒性。     

转矩波动下电动轮纵向阶次振动特性及理论分析

针对轮毂电机转矩波动激励引起的电动轮系统振动问题,通过台架试验测得了电动轮运行工况下振动加速度信号,揭示了电动轮系统纵向振动的阶次特征和高频特性.基于电机电磁转矩解析模型从磁场相互作用的角度分析了永磁体磁场非正弦分布和电流谐波对转矩波动的贡献,进而解释了电动轮阶次振动的来源,即电动轮6.0阶振动由永磁体非正弦分布引起;1.0阶振动主要由电流谐波引起;6.5阶振动则由电流谐波和永磁体非正弦分布共同引起.为解释电动轮高频振动现象建立了基于刚性环理论的电动轮动力学模型并进行模态分析,结果表明,电动轮3个共振峰处高频振动分别对应轮胎和车轮同向旋转、反向旋转和纵向平移模态.     

数控伺服压力机混合驱动传动控制系统的结构设计与分析

混合驱动的另一类结构形式为轮系混合驱动结构，它借助于差动轮系将两种不同的动力源进行混合，可用较小功率的伺服电机达到对大吨位压力机进行调速的目的。本文在阐述轮系混合驱动系统工作原理基础上，进行了两个驱动源功率分配方法研究，设计了轮系混合驱动系统的机械结构，构建了系统的三维数据模型。     

连铸结晶器非正弦振动波形的研究

根据运动叠加原理推导出一种连铸结晶器的非正弦振动波形,分析了该波形的振幅、频率、偏斜率、动力学特性及满足拉坯速度所必需的各种工程参数,并给出了这些参数的取值范围,使之适合于实际应用.为结晶器非正弦振动技术的实际应用提供了必要的理论基础.     

连铸结晶器非正弦振动共振分析

根据谐波共振理论,连铸结晶器做非正弦振动且振频低于振动机构自然频率时,由于谐波频率是振频的整数倍,一部分幅值较大的谐波可引发共振.利用傅里叶变换对连铸结晶器非正弦振动加速度函数进行谐波分析,得该波形谐波幅值与振幅、振频、非正弦因子和谐波阶数的变化关系,从理论上给出一种削弱共振的方法.当结晶器振动机构的自然频率已知时,不同振频下可引起共振的谐波阶数是确定的.通过谐波幅值与各振动参数的变化关系,得到不同振动参数组合对应的谐波幅值.采用谐波幅值较小的振动参数组合,可削弱共振现象对连铸结晶器振动机构的不利影响,减小结晶器偏摆量,维持钢液液面稳定,改善连铸机工作状况.     

板坯连铸结晶器及振动装置的研究

从传热学和结构力学角度,分析了结晶器的温度场和应力场,采用解析法和有限元法计算了结晶器的热应力和变形.针对原来的正弦振动机构存在的问题,提出了改进方案:采用椭圆齿轮变速器实现非正弦振动,并分析了改造后的结晶器的振动规律.同时,对结晶器与板坯之间的摩擦力加以分析.采用非正弦振动使负滑脱时间短,正滑脱时间长,结晶器向上运动速度与铸坯运动速度差较小.振痕深度大为减轻,减少坯壳与结晶器的摩擦力,减少粘结漏钢,提高连铸机拉坯速度,铸坯表面质量明显提高.     

设计凸轮——差动轮系组合机构的几个问题

本文推导出了分析法设计凸轮——差动轮系组合机构的凸轮理论廓线方程,凸轮加工刀具轨迹方程,从动轴的一些常用运动规律方程,并讨论了有关几何参数的选择原则。公式具有通用性,可用于设计任何输出规律的凸轮——差动轮系组合机构。     

板坯连铸结晶器及振动装置的研究

从传热学和结构力学角度，分析了结晶器的温度场和应力场，采用解析法和有限元法计算了结晶器的热应力和变形。针对原来的正弦振动机构存在的问题，提出了改进方案：采用椭圆齿轮变速器实现非正弦振动，并分析了改造后的结晶器的振动规律。同时，对结晶器与板坯之间的摩擦力加以分析。采用非正弦振动使负滑脱时间短，正滑脱时间长，结晶器向上运动速度与铸坯运动速度差较小。振痕深度大为减轻，减少坯壳与结晶器的摩擦力，减少粘结漏钢，提高连铸机拉坯速度，铸坯表面质量明显提高。     

高精度步进电机控制的探讨

步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或直线运动的执行机构,由步进电机及其功率驱动装置构成一个开环的定位运动系统。但是在传统驱动技术下,步进电机存在低速振动、高速转矩小、噪音大和共振现象等缺点。文章介绍采用正弦电流细分技术实现对电机相电流的控制,以克服其缺点。     

轮毂电机电动汽车轮内悬置系统设计与优化

为了改善轮毂电机驱动电动汽车簧下质量变大导致的垂向振动负效应问题,优化汽车的平顺性,以自主研发的可实现四轮独立驱动的轮毂电机电动汽车为实验对象,设计了一种可安装于电动轮内的轮毂电机悬置系统.提出在电动轮内的特定位置加装橡胶衬套的悬置系统方案,使轮毂电机的定子和转子与簧下质量实现弹性隔离.建立具备电动轮内悬置系统的整车动...     

连铸结晶器的双源复合激振原理及振动同步控制模型

针对目前结晶器电动激振系统的性能缺陷,提出一种新型双源复合电动激振器.首先阐明双源复合激振器的机构原理,建立结晶器振动系统的运动模型;基于傅里叶级数建立偏心轴式激振器周期速度的表达式,给出结晶器振幅、振频和波形偏斜率的调控方法,并结合双源激振器驱动方式,提出基于双源激振器基本运动参数的工艺同步控制模型;最后以某钢厂板坯...     

车用功率分流无级变速驱动系统特性分析

以车用功率分流无级变速驱动系统为研究对象,在对差动轮系、金属带式无级变速器、离合器单元的建模以及整车受力分析的基础上,结合离合器工作过程的三个阶段,建立了以无级变速功率分流传动单元为核心的驱动系统的动力学模型,并对其瞬态响应进行了运动和动力分析及仿真。仿真结果表明,在起步阶段,装备有功率分流无级变速驱动系统的车辆具有较好的加速性能,且离合器接合过程中驱动系统无级变速功率分流传动单元(不包含离合器)的转速与加速度的变化滞后小,系统稳定性好。     

间歇传动链系统动力学实验

分析了传动链系统实现间歇传动时的动力学影响因素．针对间歇传动链实验、动态数据采集与分析的问题，建立了反映该类传动系统动力学特性的实验测试系统．实验台由伺服电机驱动，模拟传动链实现间歇传动时的运动规律．为实现测试信号线与链节同步运动，避免信号线与链节发生缠绕，设计了一套特殊的槽凸轮．滑块机构，可以有效拾取链节在运动中的振动信号．实验针对传动链的不同工况，应用直接测量法，进行了实验测试，总结归纳了传动链以修正正弦（MS）和修正等速（MCV）等多种不同运动规律实现间歇传动时，链节加速度响应的变化规律．实验结果表明，建立的测试系统能有效拾取链节在运转中的振动信号，精确反映间歇传动链系统的动力学特性．     

非正弦振动结晶器内保护渣道动态压力变化规律

根据结晶器振动速度变化规律和保护渣润滑理论,建立保护渣道动态压力计算模型,研究结晶器非正弦振动过程保护渣道动态压力变化规律,分析非正弦振动参数及拉坯速度变化对保护渣道动态压力的影响规律。研究结果表明:随着非正弦因子α增加,渣道最大负压减小,而最大正压增加,α的最佳值约为0.2;随着振幅和振频增加,渣道正负压力都增加,但正压增加程度明显高于负压增加程度,特别是振频增加对负压的影响不明显;随着拉速提高,渣道最大负压增加而最大正压减小,因此,拉速提高应适当提高振幅并降低振频;针对2种拉速采用的非正弦振动参数合理,同时证明了模型的实用性和可靠性。     

2K-H型差动轮系传动效率简化计算的研究

以2K-H(A)型(iH<0)差动轮系为例,通过分析轮系中3个基本构件输入输出的组合关系以及角速度关系,得到了24种传动方案,通过验证,只有8种方案合理。根据两中心轮的角速度方向,最终归纳出了差动轮系效率计算的简化公式。利用简化公式,不必判断转化轮系中啮合功率流向,只要求出转化轮系的效率和传动比就可以计算出差动轮系的效率。所归纳的公式也适用于其他类型的2K-H型差动轮系。     

缠绕式可重构柔索并联机器人驱动机构运动分析

针对混合驱动柔索并联机器人末端执行器工作空间受限的问题,以常速电机,伺服电机作为共同驱动机构,五连杆作为传动载体,将平面五连杆的优势和缠绕机构融合,构造出缠绕式的混合驱动五连杆装置。本文对混合驱动五连杆装置的运动学进行分析、建模,并且基于运动模型对其运动性能进行数值仿真。结果表明,缠绕式可重构机器人驱动机构结构合理,工作空间大,驱动控制性能较好。     

典型工况与工作模式下混联式混合传动系统振动分析

针对发动机、电动机和行星齿轮系等子系统组成的混联式混合动力驱传动系统,考虑动力控制策略以及典型运行工况,建立了混合动力驱传动系统扭转动力学模型,分析了纯电动、混合动力和停车充电工作模式下系统的固有特性和瞬态响应.研究发现,3个模式下系统的重根频率相同且只与行星齿轮系统的转动惯量和啮合刚度等参数有关,纯电动和停车充电模式下系统的非重根频率和振型均相近;整车加速度瞬态响应与激励源干扰力矩的频率成分相同,在启动电机工作阶段和停机阶段低转速运行时,转矩波动引起的整车纵向振动较大.模式切换造成激励源转矩突变,行星齿轮系统的角加速度波动幅值明显增大.     

封闭式行星锥盘无级变速器的传动性能研究

介绍了封闭式行星锥盘无级变速器的基本结构与传动原理.利用负号差动轮系的特点,将行星锥盘无级变速器与差动轮系封闭组合,列出了几种主要的结构形式,并对其运动、功率分配和功率流流向进行分析,通过效率计算表明该思路的可行性与优越性.     

基于MATLAB混合驱动机构优化设计

运用回路矢量法对混合驱动七杆机构进行了正运动学分析,分别求出了混合驱动七杆机构中各构件的位移、速度和加速度的解析表达式。优化结果表明：通过改变伺服电机的运动规律,不仅能调节滑块的速度,而且可实现不同的位移和速度曲线,即可实现适应不同工况的滑块的多组输出运动规律,从而实现了混合驱动压力机滑块运动规律的柔性输出。     

电动造波机控制系统的研究

为在试验水池中精确模拟以“波浪谱”描述的海浪不规则波,给出了直接生成造波机运动控制所需的离散时间序列数的计算模型．基于通用计算机的开放式多轴运动控制器设计了电机伺服驱动的模拟不规则波造波控制系统,采用数字比例、积分、微分(PID)及速度前馈控制技术解决了系统所要求的高精度伺服位置控制和多电机同步控制问题,通过对离散时间序列数的样条光顺使伺服电机具有加速度连续的良好运动特性．系统的控制模型以自学习的方法对比反馈的实际波形进行输出位置量的矫正,以获得准确的模拟波浪．