双马达驱动电液位置伺服系统的同步控制

分析了双马达同步驱动的电液位置伺服系统中，两马达间的耦合机理以及同步误差的影响因素，提出了动态特性一致性校正和同步误差比例微分校正的同步控制方案，研究表明，本控制方案可以保证两马达同步运动，改善系统的动态品质。     

基于改进型偏差耦合结构的多电机同步控制

针对现有的多电机同步控制方案难以满足高精度控制的要求和不能实现比例同步控制的局限性，提出一种带PI补偿控制的改进型偏差耦合控制结构，可适用于多电机完全同步和比例同步控制.针对永磁同步电动机非线性和强耦合特性，设计了自适应模糊滑模变结构控制器来实现永磁同步电动机的跟踪控制.建立了4台永磁同步电动机的同步控制仿真模型，仿真实验表明，所提出的多电机同步控制结构相对于带固定增益补偿的控制结构具有更高的同步控制精度.与PID和常规滑模控制算法相比，自适应模糊滑模控制策略具有更高的同步稳定性和更强的鲁棒性.     

盾构机刀盘回转系统恒功率自适应控制

为提高盾构机刀盘回转系统的工作效率和系统稳定性,采用简化刀盘回转液压系统模型,建立刀盘回转液压系统数学模型.分析了刀盘回转载荷,确定了液压系统负载扭矩计算模型.采用变论域方法建立基于变论域模糊PID的刀盘回转液压系统自适应控制算法.对刀盘扭矩施加线性变载荷和随机载荷进行控制系统的仿真实例研究.研究结果表明:在掘进系统刀盘扭矩增加时,所提出的控制系统可随时调整刀盘旋转速度以实现系统总功率的平衡,并可降低刀盘转速调整过程的超调量和调整时间.研究结论为盾构机刀盘回转液压系统的设计和改进提供了理论依据.     

单质体非线性系统基于趋近律的谐振控制同步分析

基于单质体双激振源非线性振动机械的机电耦合动力学模型,构造了双激振电机的转速差、相位差状态空间方程,提出了双激振电机基于滑模趋近律的谐振控制同步策略.针对该类非线性振动机械的谐振同步特性——对外干扰的敏感性,引入卡尔曼滤波器,建立了双激振电机基于卡尔曼滤波器的滑模趋近律谐振同步控制方案.通过仿真实验数据分析,验证了文中建立的谐振同步控制策略对该类振动机械同步运动控制的有效性,可使双激振电机获得满意的谐振同步运动效果.     

非对称柔性支撑龙门双驱平台的解耦与同步控制

针对采用非对称柔性支撑结构的龙门双驱运动平台，提出基于模型补偿扩张状态观测器的解耦与同步控制策略.考虑柔性支撑结构特点和负载加速度对龙门平动、转动模态的影响，采用拉格朗日方程建立了龙门动力学模型.依据该模型设计平动和转动控制回路并采用带有已知耦合项补偿的扩张状态观测器，估计并抑制由建模误差和未知耦合项等因素组成的总扰动.试验结果表明，该控制框架与解耦策略能有效解除双驱动轴间的动态耦合并抑制扰动，显著提升龙门试验台的动态响应和同步精度，且具有部署简单、所需测量模型参数少等优点.     

无同步齿轮液压振动锤系统的马达泄漏特性及耦合同步条件

为研究2个马达内部结构差异引起的油液泄漏差异对系统耦合同步能力的影响,以双马达无同步齿轮液压振动锤为对象,考虑液压系统和土的非线性,用流体力学、振动力学、土动力学和机电液耦合动力学理论建立系统耦合振动状态下机-电-液-桩-土整体系统的运动模型,运用Matlab/Simulink对该模型进行仿真研究,分析不同马达柱塞副间隙对系统同步振动的影响。研究结果表明:以马达A柱塞副间隙δ1=2.0×10-5 m为基准,当马达B柱塞副间隙δ1为(2.0～2.6)×10-5 m时,系统经过几秒钟振荡后能够实现同步振动;当马达B柱塞副间隙不在这一范围时,系统将无法实现同步振动;建模仿真结果反映了马达内部结构差异对系统耦合同步能力的影响,可为无同步齿轮液压振动机械液压系统的设计提供参考依据。     

机电耦合情况下振动机的同相同步特性

提出了一种同相回转自同步振动机械,根据拉格朗日力学方程推导出了其动力学模型,给出了其机电耦合数学模型.基于该模型对机电耦合情况下的同相回转自同步振动机各个参数做定量的分析,并进行了实验研究.通过仿真和试验相结合,再现了机电耦合情况下振动机的同相同步特性.研究结果表明,同向回转自同步振动机只要满足振动机的同步理论条件,振动机就能实现稳定同步运转.     

永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合动力学分析

对永磁交流伺服精密驱动系统进行动力学分析时,必须考虑系统的机电耦合影响.从机电能量转换的角度,根据系统的全局耦合分析和局部耦舍分析,建立了该系统全局耦合关系图和永磁同步电动机一精密传动装置子系统局部机电耦合关系图,然后采用拉格朗日一麦克斯韦方程建立了永磁同步电动机一精密传动装置子系统的物理模型和数学模型,推导了该子系统的动力学方程,并利用该模型进行了算例分析.结果表明,该模型是正确的,这为该系统的实验研究提供了理论依据.     

桩锤同步振动系统的机电耦合特性及同步控制

控制同步是实现多锤联动的有效方式之一.针对目前存在的两台桩锤控制同步时出现的机电耦合现象,建立了打桩过程中的"锤-桩-土"系统的动力学数学模型,并构建了两桩锤同步振动系统的机电耦合模型,在此基础上进行了数值仿真分析,发现机电耦合的结果是在一定的条件下出现自同步现象.对机电耦合下的同步控制策略与算法进行了研究,确立了"虚拟主令+比例-积分-微分算法(PID)"的控制方式,最后通过试验验证了机电耦合规律的正确性及同步控制策略与算法的有效性,控制同步的精度可以满足工程应用.     

具有非线性耦合复杂网络系统的有限时间混沌同步

考虑一类具有非线性耦合复杂动态网络系统的有限时间混沌同步控制问题, 基于自适应控制方法设计控制器, 使驱动系统与响应系统在有限时间内达到同步, 并得到了误差系统渐近稳定的充分性条件.     

升降舞台多电机同步系统的预测函数控制

针对升降舞台系统中升降台因负载扰动、机械间隙等因素造成的不同步现象,提出一种基于预测函数控制与位置偏差耦合的复合同步控制策略.结合预测函数跟踪速度快、鲁棒性好的特性,与并联同步下位置偏差均值补偿同步控制结构来协同改善舞台升降台的同步控制性能.仿真研究表明,升降舞台预测函数控制系统能够确保多电机高性能同步运行,与PI控制系统相比,对参数摄动和外部干扰鲁棒性更强,控制精度更高.     

动梁式龙门机床的双驱同步控制系统建模

针对动梁式龙门双驱系统产生不同步误差的原因及机理进行了建模研究,提出了一种双驱动同步控制模型.其特色在于模型基于动力学理论分析,描述了双驱动两轴机械耦合特性及两轴摩擦力特性对于不同步误差的影响.为对所建模型进行验证,以动梁式龙门铣床DK-1200为例,测量机床匀速及S型加减速运动下的两轴不同步误差,并与Matlab/Simulink的模型仿真结果进行对比.结果表明,具两轴摩擦特性及机械耦合特性的双驱同步控制模型仿真结果与实测结果的相关系数达0.861 8,所建模型能够有效反映动梁式龙门机床双驱同步结构的运行状况,两轴机械耦合及摩擦力不同是解决双驱动不同步问题不可忽略的因素.     

改进变论域模糊控制及其在混沌系统中的应用

针对一类变论域自适应模糊控制,提出改进控制器.在稳定设计中,重新推导了完整的变论域模糊控制器观测误差方程,并给出了鲁棒控制项表达式.自组织结构算法中有关减规则和替换规则的方法,不仅考虑了当前输入与模糊子集的距离,还考虑了冗余信息.通过李亚普诺夫函数连续性分析得知,自组织结构算法并不影响变论域模糊控制器的稳定性.所提出的控制方案被应用到Chua's混沌系统中.同原控制器比较,仿真结果表明改进控制方案对跟踪性能有改善作用.     

动龙门石材数控加工中心双轴同步驱动控制技术研究

目的研究双轴同步控制系统动态模型和误差补偿算法,降低双轴同步误差,提高机床加工精度,延长机床零部件使用寿命.方法利用i_d=0的PMSM矢量控制方法对电流环进行设计并应用工程设计法依次设计出速度环和位置环.在分析双轴控制系统模型的基础上,提出了在偏差耦合控制方式下,采用模糊PID控制算法对偏差进行补偿调节的控制方案,并与常规PID算法进行比较.在Matlab/Simulink环境下建立了双轴控制系统的数学模型,并对两种算法分别进行仿真.以异型石材车铣复合加工中心(HTM50200)作为实验平台进行实验,测量进给轴在两种控制方式下的单轴跟踪误差和双轴同步误差.结果实验结果表明,相比常规PID,在模糊PID算法控制下X_1,X_2轴的单轴定位精度分别提高了87%和80%,双轴同步误差由0.01 mm降为0.003 4 mm,笔者提供的控制方案有较好的控制效果.结论与采用常规PID算法相比,采用模糊PID控制算法的偏差耦合系统具有更好的同步控制精度,鲁棒性更强.     

基于内模与偏差耦合复合的舞台调速吊杆群同步控制方法

以舞台调速吊杆群高精度协调同步运行为目标,针对吊杆运行过程中易受负载扰动和电机参数摄动影响同步效果的问题,在并联同步控制的基础上,用内模控制器取代常规PI跟踪控制器,并与偏差耦合控制方法相结合,构建了基于内模与偏差耦合复合的舞台调速吊杆群同步控制方案,以内模控制增强系统的鲁棒性、位置均值偏差耦合补偿控制改善系统的精度.最后选用3组调速吊杆的同步控制对文中方法进行有效性仿真验证,结果表明,该方法在保证系统具有优良抗干扰性能的同时,较传统PI位置耦合控制具有更好的跟随性能及同步精度.     

基于制造误差的新型无同步齿轮液压振动锤同步性研究

为研究由实际制造引起的机械系统差异对系统自同步能力的影响,提出了以双马达无同步齿轮液压振动锤为研究对象,结合流体力学、机械振动、机械系统动力学和机电液耦合动力学理论,建立了新型无同步齿轮的液压振动锤模型。运用matlab/simulink计算机数值仿真对该模型进行研究,分析了机械系统的差异对系统自同步振动的影响规律。仿真结果表明,由制造误差造成的偏心块质量差异和回转轴系的摩擦系数差异,差异在一定范围内液压振动锤可以实现同步振动。当超过这一范围时,系统同步性消失,无法实现同步振动。试验结果表明,建模仿真正确反映了机械系统差异对系统自同步能力影响的规律。     

激振器参数对自同步振动系统的影响

以反向回转激励的振动系统为对象,建立了考虑驱动电机机械特性的动力学方程.通过数值仿真计算,研究了激振器的偏心矩、电机功率、偏心转子回转摩擦阻矩等参数对自同步运动的影响.结果表明,激振器各参数在一定阈值内可以实现系统稳定同步运动,振动体y方向振幅与偏心矩成正比,实现稳定同步的时间与偏心矩成反比.电机额定转矩对系统同步影响不明显,而回转阻尼系数主要影响同步的过渡过程时间.     

连续回转电液伺服马达Pol-Ind摩擦模型辨识

针对影响连续回转电液伺服马达系统低速性能的摩擦干扰问题,提出一种新型的Pol-Ind摩擦模型.利用连续回转电液伺服马达实验台采集马达的进出口油液压差和角速度值,采用改进粒子群优化算法对所建立的摩擦模型进行参数辨识,获得了精确的摩擦力矩数学模型.通过仿真实验与LuGre摩擦模型进行比较,结果表明应用Pol-Ind摩擦模型的系统具有更小的稳态误差和相位误差,说明Pol-Ind摩擦模型更适合于连续回转马达电液伺服系统,为系统摩擦干扰控制补偿器设计奠定了基础.     

50000 kN液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制

针对超大采高液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制问题,提出一种基于模糊进程标识符（PID）相邻交叉耦合同步控制策略,利用Creo-Adams及ANSYS建立液压支架试验台刚柔耦合动力学仿真模型,根据垂直加载实际工况添加约束条件。利用AMEsim及Matlab/Simulink建立垂直加载液压系统控制模型,基于各软件之间的接口技术构建Adams-AMEsim-Simulink机液控一体化的试验台多领域协同仿真模型。仿真得到模糊PID和常规PID下相邻交叉耦合同步控制策略的加载液压缸位移跟踪曲线、负载变化曲线、信号控制曲线、同步误差曲线。研究结果表明,相比于常规PID算法,模糊PID算法下的系统具有响应速度更快、控制精度更高等特点,使液压支架垂直加载四缸同步精度误差小于0.1 mm,满足使用要求。研究结论为液压支架试验台垂直外加载系统设计提供参考。     

反向回转双机驱动振动系统的倍频控制同步

针对基频同步不利于物料筛分的多样性和倍频自同步难以实现且只能实现一种整数倍频同步运动的问题，提出了一种双机驱动振动系统的倍频控制同步方法.建立了振动系统的机电耦合动力学模型，在此基础上应用小参数平均法推导出了振动系统的响应方程，同时基于主从控制策略引入了模糊PID控制方法，不仅实现了倍频控制同步运动，而且实现了最小公倍周期的零相位差倍频同步运动.最后用Matlab/Simulink仿真证明了理论的准确性与有效性.