磁放大器原理及执行器故障分析

论述了磁放大器的工作原理和特点 ,介绍了磁放大器在执行器中的应用 ,对执行器的两种常见故障作了分析     

一种磁流变弹性体执行器的联合优化方法研究

磁流变弹性体（magnetorheological elastomer, MRE）执行器作为智能减振应用系统的核心元件,其结构的优化是决定执行器性能上限及系统控制成效的关键。针对目前MRE执行器优化方法及理论研究欠缺的问题,文中面向一款横向隔振的MRE执行器,基于其机械结构和有效磁路,以优越磁控性能、低功耗和快速响应时间为优化目标,提出了一种新的MRE执行器联合参数优化方法。首先,基于MATLAB和COMSOL的联合仿真,将遗传优化算法和电磁有限元分析方法进行有效结合,实现对MRE执行器的优化编程;其次,完成对器件的全局尺寸结构优化设计,使得器件具备优越磁控性能（526.21 mT）、低功耗（44.05 W）及快速响应（5.43 ms）;最后,通过搭建测试系统对优化后装配的MRE执行器进行测试和评估,验证了文中优化方法的可行性和有效性。提出的联合优化方法不仅适用于MRE执行器结构,还可为多领域减/隔振应用的共性MRE器件优化设计提供理论参考。     

机器人主动柔顺恒力打磨控制方法

为了解决打磨过程中打磨控制系统存在扰动问题,设计了一种机器人力控末端执行器,并提出了一种机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法.所提方法的内环控制采用模糊变阻抗控制器,外环控制采用自抗扰打磨控制器.采用Lyapunov稳定性理论证明了所提方法的跟踪误差收敛为零.通过仿真和实验,验证了所提方法的有效性和适用性.研究结果表明：在内环控制相同情况下,与外环控制为PID控制器相比,所提出的机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法减小了打磨过程中的力跟踪误差和位置超调量,提高了机器人打磨力控制系统的控制效果和鲁棒性,实现机器人柔顺恒力控制.     

带有不确定性的扇形区域极点配置可靠控制

利用LMI给出了带有不确定性扇形区域极点配置的可靠控制器存在的充分条件.研究成果应用在CH-47双旋翼直升机模型上,不仅验证所提出方法的可行性;而且比较了带有不确定性扇形区域极点配置标准控制器和带有不确定性可靠控制器的控制效果.     

MEMS技术的现状与应用

微机电系统(MEMS)技术是一门新兴的技术,它把信息系统的微型化、多功能化、智能化和可靠性水平提高到新的高度。近年来,对MEMS的技术发展、加工工艺及其产业化的研究已被越来越多的人所重视。介绍了MEMS的特点、特征、技术发展趋势,MEMS器件的类型及其功能,并以多层弯曲磁芯结构微执行器为例介绍了磁驱动微执行器工作原理与制作工艺过程。     

网络化电动执行器设计

针对现有电动执行器的不足,提出并设计了一种网络化电动执行器,给出了基于MSP430F449单片机的网络化电动执行器的基本结构与工作原理,介绍了电机驱动控制电路、DDZ-Ⅲ型信号接口、通信接口等硬件电路设计.网络化电动执行器通过现场总线实现远程通信与管理,采用基于Bang-Bang Fuzzy控制的复合智能控制方法,提高了系统的实时性和可靠性.实际运行表明,网络化电动执行器运行稳定可靠,行程控制精度达到1‰.     

一种新广义Preisach迟滞模型及其神经网络辨识

研究压电陶瓷执行器应用于纳米定位系统时,其多值映射的迟滞特性对系统定位控制精度影响.在经典Preisach模型的基础上,引入平均迟滞函数,提出了一种新广义Preisach迟滞模型,并利用神经网络对新广义Preisach模型关键参量辨识.仿真实验表明,利用该迟滞模型对压电陶瓷执行器建模,可以简化建模过程,提高建模精度.     

一类线性离散切换系统的容错控制

文章研究了一类线性离散切换系统的容错控制问题;当执行器失效或部分失效时,利用Lyapunov函数法,建立了切换闭环系统混杂状态反馈容错控制器存在的充分条件;运用线性矩阵不等式将容错控制器设计问题转化为一组线性矩阵不等式的可行解问题,可借助Matlab中线性矩阵不等式工具箱求解;通过数值算例,验证所提出设计方法的有效性。     

一种智能容错控制方法

讨论了当控制系统出现执行器故障时的一种容错控制方法。该方法中的故障检测器由神经网络构成,而容错控制器则采用控制器重构方式设计,以使故障系统的性能尽可能与正常系统的性能相同。此外,对于具有某类非线性干扰的线性系统,采用了由神经网络构成的非线性控制器,以消除其非线性干扰,仿真结果表明该方法是有效的。     

执行器饱和的不确定时滞系统的镇定

针对控制系统中广泛存在的饱和问题,主要讨论了具有执行器饱和的连续线性常时滞不确定系统的镇定问题。由于饱和具有典型的非线性特性,在应用李雅普诺夫稳定性理论分析饱和系统时,必须对饱和非线性项进行处理。首先,根据扇形区域法引入无记忆状态反馈处理饱和项,并假设不确定项满足范数有界性条件,应用李亚普诺夫函数方法研究系统渐近稳定的充分条件,消除了不确定部分与时滞现象对系统带来的影响。其次,在闭环系统渐近稳定的条件下,将得到的非线性矩阵不等式转化为线性矩阵不等式,给出了无记忆状态反馈控制器的存在条件和设计方案。最后,通过一个二维数值仿真算例验证了所得结果的可行性和有效性。