Predictive control for mechanical system with backlash based on hybrid model

The mechanical system with backlash is distinguished between a “backlash mode” and a “contact mode”. The inherent switching between the two operating modes makes the system a prime example of hybrid system. For eliminating the bad effect of backlash, a piecewise affine (PWA) model of the mechanical servo system with backlash is built. The optimal control of constrained PWA system is obtained by taking advantage of model predictive control (MPC) method, and the explicit solution of MPC in a look-up table form is figured out by combining the dynamic programming and multi-parametric quadratic programming, thereby establishing an explicit hybrid model predictive controller. Furthermore, a piecewise quadratic (PWQ) function for guaranteeing the stability of closed-loop control is found by formulating the search of PWQ function as a semi-definite programming problem. In the tracking experiments, it is demonstrated that the explicit hybrid model predictive controller has a good traction control effect on the mechanical system with backlash. The error meets the demands of real system. Further, compared to the direct on-line computation, the computation burden is reduced by the explicit solution, thereby being suitable for real-time control of system with short sampling time.     

滑动摩擦模型研究现状

预滑动摩擦是机械系统中具有相对运动的接触面发生粘着时的一个重要摩擦现象,其建模的恰当与否直接关系到系统的定位精度、动力学特性以及控制补偿.针对预滑动摩擦的建模,重点介绍了几种描述预滑动摩擦的数学模型,并对各种模型的特点分别加以讨论.同时针对模型参数辨识和应用方面作以简要论谜,为以后预滑动摩擦的建模以及应用提供了参考.     

故障累积效应对机械系统振动特性的影响

为保证机械系统安全稳定的运行、延长设备的使用寿命,需要消除机械系统的瞬时故障。通过时间-故障率曲线,分析瞬时故障累积效应对机械系统性能的影响,提出了采用阻尼技术消除机械系统瞬时故障的方法。阻尼材料在系统运行中可以减少或吸收瞬时冲击能量和振动,避免瞬时故障累积效应对系统产生的不利影响,确保了机械系统安全、稳定地运行。     

ADAMS在机械系统分析中的研究现状及发展

通过对ADAMS在机械系统分析中的应用现状和研究现状进行研究,结合ADAMS自身的特点和笔者的应用经验,提出了ADAMS在机械系统分析中急需解决的三个创新性的研究方向——建模功能的拓展、参数识别和多柔体系统的仿真。     

基于相空间重构的GMDH方法在复杂机械系统状态预测中的应用

把数据处理的组合法与相空间理论相结合,提出了基于相空间重构的ＧＭＤＨ方法,并且把它应用于复杂机械系统的状态预测,预测和测试矿用汽车发动机曲线箱窜气压力值证明,采用该方法所得的预测结果比较理想     

基于相干态指针实现光机械系统中的弱测量放大

为理解相干态指针在光机械系统中进行正交后选择弱测量导致镜子位移的放大效果,本文引入了一种新的有关放大的物理机制,同时提出了满足这种放大机制的光机械系统方案,对光机械系统在量子通讯、量子传感、量子计算的应用具有一定的指导作用.     

机械系统方案设计及性能测试综合试验台的设计

为了克服传统试验台的刚性结构缺点,提高其柔性和扩展性,开发了具二自由度可控机构的试验台,并采用ADAMS、Visual C 、Unigraphics等软件对该试验台进行了方案选择、仿真分析、三维建模以及优化设计。应用结果表明,该试验台不仅可用于机械执行系统运动方案设计及运动学、动力学参数测试,而且可将不同的控制程序写入伺服电机控制卡中,实现不同的工艺动作而无需更改试验台的结构,能更好地适应设计性、综合性和创新性试验研究的要求。     

挖掘机动力总成悬置系统建模仿真研究

文章将液压挖掘机动力总成悬置系统置丁整机水平,研究其建模和振动特性;在ADAMS中建立包含动力总成和整机机架的12自由度模型,通过仿真,比较动力总成6自由度模型和12自由度模型的系统模态和振动特性,并获得系统12自由度模型的振动传递率,结果表明12自由度模型更接近实际情况;同时通过实验验证了该12自由度模型的正确性,为...     

一类具有可动边界的机械振动系统的混沌行为

鉴于初轧机轧制过程中振动的非线性和边界可动,建立了初轧机在轧制过程中主传动系统的扭转自激振动模型·通过对所建模型的研究表明,该系统具有多种非线性振动形式,这为分析、诊断及控制这一类具有混沌行为系统的振动提供了理论依据·     

水力-机械系统特性分析中管道水体弹性模型研究综述

综述国内外在水力-机械系统特性分析中常用的基于泰勒展开的多种形式压力管道内水体的弹性模型,以及近几年研究的最新进展。针对具体算例,结合压力管道内水体的精确模型分析其他各模型的特点和应用条件。分析表明,基于变分理论和Ritz-Galerkin近似法得到的压力管道内水体的弹性模型形式易于解耦、便于应用,能够直观地描述压力管道内水体的高阶水力特性。提出有待进一步研究和分析的主要问题。