检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王震维南京理工大学

学位级别：硕士

新的战争条件下,火炮武器的发展方向趋于信息化和自动化。弹药提升协调动作的响应速度和到位精度对提升发射速度和工作可靠性都有着较大的影响。针对某新型弹药自动装填系统的提升要求和动作指标,本文提出一种新型的弹药提升装置的设计... 详细信息

新的战争条件下,火炮武器的发展方向趋于信息化和自动化。弹药提升协调动作的响应速度和到位精度对提升发射速度和工作可靠性都有着较大的影响。针对某新型弹药自动装填系统的提升要求和动作指标,本文提出一种新型的弹药提升装置的设计方案,并结合先进的控制策略,对弹药提升装置进行深入研究。本文的主要研究内容包括以下几个部分: (1)通过几种典型的弹药提升装置的介绍和分析,提出针对本文新型自动装填系统要求的设计方案。根据选定的设计方案分别进行了托弹盘、提升协调机构和刚性链直线作动机构的结构设计和尺寸计算,并以此建立三维模型。 (2)进行动力学分析,在Adams中建立轨道链式弹药提升装置的虚拟样机模型,对运动中关键部件的运动情况和受力情况进行分析,之后建立了轨道链式弹药提升装置的数学方程,为之后的控制器设计做铺垫。 (3)针对轨道链式弹药提升装置的控制策略进行了研究,设计了高精度控制算法并通过Adams-Matlab联合仿真平台进行仿真验证。基于滑模控制对于外部扰动不敏感的特点,本文采用滑模变结构控制策略。由于轨道链式弹药提升装置的机构组成较为复杂,很难建立准确的数学模型,因此引入模糊逻辑,不需要知道精确的数学模型,大大减小了控制器的设计难度。之后引入扰动观测器,通过把观测到的扰动进行前馈补偿,减小了模型不确定性和外部扰动对控制性能的影响。最后引入RBF神经网络,利用其结构简单、学习速度快等优点,对切换控制律中切换函数的增益参数进行调控,减小了系统的抖振,改善了控制性能。根据仿真实验结果,得出结论本文提出的基于扰动观测器的模糊神经网络滑模控制器拥有良好的鲁棒性,能很好地满足工作要求。

关键词：弹药提升协调刚性链模糊滑模控制扰动观测器 RBF神经网络

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无轴承永磁同步电主轴控制技术研究

无轴承永磁同步电主轴控制技术研究

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作者：白郭蒙江苏理工学院

学位级别：硕士

永磁同步电主轴作为数控机床的核心功能部件,虽然具有转子不发热、功率密度高、转动惯量小以及启动响应速度快等优点,但是其工作过程中仍然存在单边磁拉力和支撑轴承磨损所带来的加工精度降低、温升等问题。而无轴承永磁同步电主轴的应... 详细信息

永磁同步电主轴作为数控机床的核心功能部件,虽然具有转子不发热、功率密度高、转动惯量小以及启动响应速度快等优点,但是其工作过程中仍然存在单边磁拉力和支撑轴承磨损所带来的加工精度降低、温升等问题。而无轴承永磁同步电主轴的应用为解决这些问题提供了可能,无轴承永磁同步电主轴独有的悬浮机理能够使得转子位置被有效控制,从而提高机床加工水平。本文对无轴承永磁同步电主轴控制算法进行了仿真分析和研究,主要做了以下工作: 根据无轴承电机运行原理,推导了可控悬浮力产生条件,建立了悬浮力数学模型,并利用有限元分析计算得到悬浮力控制所需关键参数。从矢量控制和位移-电流双闭环控制出发,设计了自适应调整控制参数的模糊控制器,完成了无轴承永磁同步电主轴仿真模型的搭建,通过Simulink仿真验证了模糊控制下无轴承永磁同步电主轴具有较好的动、静态性能。根据无轴承永磁同步电主轴的转矩和悬浮力方程的特点,在转速环和位移环上设计了相应的滑模控制器,该控制方法具有较好的动态性能,但转子位置控制稳态性能较差。为解决这一问题,结合模糊控制自适应整定参数和滑模控制抗干扰能力强的优点,提出了模糊滑模转子位移控制方法,利用模糊切换增益代替滑模控制器中的切换增益,降低滑模控制的“抖振”,进一步使用遗传算法优化模糊滑模控制参数,提升电主轴控制性能,在仿真中得到了预期结果,转子x、y轴稳态振动峰峰值分别减小了72.4%和83.9%。针对无轴承永磁同步电主轴矢量控制中电流跟踪效果欠佳的问题,提出了基于有限集模型预测控制的无轴承永磁同步电主轴控制策略。分别建立了转矩绕组电流预测模型和悬浮力绕组电流预测模型,以空间电压矢量中对应的开关状态量为有限集合,通过设计的代价函数对控制过程进行滚动优化,获得最佳开关状态量,以此增强电流跟踪效果。仿真结果表明:有限集模型预测控制能够大大降低转矩电流误差,减小转矩脉动,电主轴具有较好的动态性能。无轴承永磁同步电主轴的运行特性与驱动控制系统密切相关,论文通过对无轴承永磁同步电主轴驱动控制的深入研究,提出了改善无轴承永磁同步电主轴运行特性的有效方法。为进一步研究先进控制方法在无轴承永磁同步电主轴控制系统中的应用奠定了理论基础。

关键词：无轴承永磁同步电主轴悬浮力模型有限元分析模糊滑模控制有限集模型预测控制

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悬挂式列车悬浮系统设计及控制策略研究

悬挂式列车悬浮系统设计及控制策略研究

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作者：张晓宇西南交通大学

学位级别：硕士

现有的空中交通方式主要为悬挂式列车,它的走行轮普遍采用胶轮,然而胶轮在长期运行后其黏着力会随着磨损而减小,从而影响了列车运行的安全性,频繁更换胶轮也增加了系统的运营成本。针对上述问题,本文设计了一种基于电磁悬浮的新型悬挂... 详细信息

现有的空中交通方式主要为悬挂式列车,它的走行轮普遍采用胶轮,然而胶轮在长期运行后其黏着力会随着磨损而减小,从而影响了列车运行的安全性,频繁更换胶轮也增加了系统的运营成本。针对上述问题,本文设计了一种基于电磁悬浮的新型悬挂式列车悬浮结构,通过悬浮电磁铁将转向架悬浮于箱梁之中,同时采用直线驱动的方式,从而取代采用胶轮走行的传统驱动方式。本文首先阐述了电磁吸力悬浮系统的原理和控制模型,推导了悬挂式列车四种常见工况下悬浮电磁铁的电磁力方程,并通过有限元仿真分析了悬浮力在不同工况下的变化规律。进一步地,本文根据新型悬挂式列车的实际使用需求设计了悬浮电磁铁的尺寸,分析发现当前HSST型悬浮列车的电磁铁分布结构并不适合沿用于本文所述的新型悬挂式列车,设计了一种满足新型悬挂式列车平稳悬浮要求的电磁铁布置方案。并对悬挂式列车的阻力进行了对比分析,结果表明本文所述的基于电磁悬浮的悬挂式列车相较于目前现有的悬挂式列车,在行驶过程中的运行阻力更小。其次,为了实现转向架在空间上多个自由度的解耦控制,本文首先在卡尔登坐标系中对转向架结构的动力学特性建模分析,进而设计了可以单独控制转向姿态角的解耦控制算法。针对动力学建模过程中由于简化而导致的模型不准确的问题,本文引入模糊滑模控制策略。仿真结果表明,模糊滑模控制可以有效地抑制由于传统滑模控制中不确定上界难以确定而导致的抖振现象。同时为了降低传感器噪声干扰对控制系统精度的影响,本文采用卡尔曼滤波算法抑制噪声,仿真结果表明传感器的反馈信号经过卡尔曼滤波的处理,噪声干扰得到明显改善。最后,本文搭建了基于电磁悬浮的新型悬挂式列车的缩比实验模型,通过实验验证了电磁铁设计和悬浮控制策略的正确性。

关键词：悬挂式列车磁悬浮解耦控制模糊滑模控制卡尔曼滤波器

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双丝杠同步控制误差建模与仿真分析

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组合机床与自动化加工技术 2022年第4期 52-56页

作者：许向荣尚彤山东建筑大学机电工程学院济南250100

为解决双丝杠进给系统同步控制误差过大的问题,建立了双丝杠进给系统的机电耦合仿真模型,并基于模糊控制与滑模控制理论,设计了单轴模糊滑模跟踪控制器,以减小滑模控制产生的抖振现象,同时提高单轴跟踪精度以及响应速度;为解决双丝杠运... 详细信息

为解决双丝杠进给系统同步控制误差过大的问题,建立了双丝杠进给系统的机电耦合仿真模型,并基于模糊控制与滑模控制理论,设计了单轴模糊滑模跟踪控制器,以减小滑模控制产生的抖振现象,同时提高单轴跟踪精度以及响应速度;为解决双丝杠运行时存在的参数不匹配和耦合问题,采用模糊PID交叉耦合控制算法进行两轴间的协调控制,以提高两轴同步性,减小同步误差;最后进行了MATLAB/Simulink建模与仿真分析,仿真结果表明,在理论上能够提高单丝杠的信号跟踪精度87.09%,并且减小双丝杠两轴之间的同步运动误差86.79%。

关键词：双丝杠模糊滑模控制模糊PID 交叉耦合

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基于模糊控制改进算法的GIS机柜送风分布影响研究

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粘接 2024年第4期51卷 181-184页

作者：盛学庆李先锋周秋培陈佳慧徐塑郑利川杭州市电力设计院有限公司浙江杭州311500 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江杭州310001

为进一步提高GIS机柜系统对变电站温度的控制,采用模糊滑模控制算法提高GIS机柜送风流量与方式。并研究GIS机柜穿孔板送风、自然送风、GIS机柜顶部送风和GIS机柜侧面送风等4种不同送风方式对变电站温度分布的影响。研究结果表明,当GIS... 详细信息

为进一步提高GIS机柜系统对变电站温度的控制,采用模糊滑模控制算法提高GIS机柜送风流量与方式。并研究GIS机柜穿孔板送风、自然送风、GIS机柜顶部送风和GIS机柜侧面送风等4种不同送风方式对变电站温度分布的影响。研究结果表明,当GIS机柜送风系统存在电压干扰时,利用模糊滑模控制算法可以将风速在12 s内恢复稳定,且当系统运行时间大于36 s时,可以将风速稳定控制在1 m/s。GIS机柜穿孔板送风模式下,电压箱周围的温度分布相对均匀,电压箱所在位置的温度保持在19~22℃,满足变电站温度要求。

关键词： GIS机柜送风方式温度模糊滑模控制送风系统

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基于DSP的抗工频干扰海缆敷设平台研究

基于DSP的抗工频干扰海缆敷设平台研究

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作者：郭俊宇大连交通大学

学位级别：硕士

随着国际间信息传输量持续增长与海上风电项目的蓬勃发展,我国海底通信电缆和海底电力电缆建设量和维护需求不断增多,提高海缆探测探深精度与海缆敷设效率成为海缆工程研究的主要方向。本文针对海缆探测工频干扰问题、探深预测问题、海... 详细信息

随着国际间信息传输量持续增长与海上风电项目的蓬勃发展,我国海底通信电缆和海底电力电缆建设量和维护需求不断增多,提高海缆探测探深精度与海缆敷设效率成为海缆工程研究的主要方向。本文针对海缆探测工频干扰问题、探深预测问题、海缆埋设机行走控制问题进行以下研究:首先,根据海缆浅滩埋设与维护工程需求,对海缆探测探深技术、信号抗工频干扰技术、行走控制技术国内外研究现状进行调研分析,并根据研究结果设计海缆位置跟踪、海缆埋深预测和海缆精准埋设功能为一体的海缆敷设平台。其次,根据海缆探测探深精度预测需求,设计海缆探测埋深预测传感器结构,并提出“6探棒”海缆埋深预测模型。设计50Hz相位同步器电路,用于提取信号中工频噪声,确定海缆探测信号采集时序。信号处理部分选用DSP28335实现相位抵消法与FIR滤波去除海缆有源探测信号中的工频干扰信号,可有效的提升海缆路由探测准确度。然后,根据埋设机行走控制需求,选用西门子S7-200smart,实现浅滩埋设机行走埋设控制与脐带缆绞车收放缆控制。使用模糊滑模控制策略,减少浅滩埋设机行走误差,提高其在海缆埋设过程中对海缆路径的跟踪能力。最后,根据海缆埋设操作需求,设计海缆敷设监测控制软件,实现海缆探测信息、预测埋深显示与浅滩埋设机、脐带缆绞车控制功能。在模拟海缆有源探测环境下,利用海缆敷设监测控制软件,对传感器、海缆埋设预测模型、抗工频策略进行实验验证。在模拟浅滩埋设机行走条件下,测试浅滩埋设机与脐带缆控制精度,并通过仿真验证模糊滑模控制器对浅滩埋设机路径跟随性的提升效果。本文设计的海缆敷设平台有助于提高海缆工程项目的效率与精度,推动我国海缆领域的技术发展水平,加快我国海洋经济发展。

关键词：海缆探测海缆埋深预测相位抵消法模糊滑模控制

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附着式升降脚手架运行姿态估计与控制研究

附着式升降脚手架运行姿态估计与控制研究

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作者：周豪中南林业科技大学

学位级别：硕士

附着式升降脚手架是一种建筑用多节点同步提升空中作业平台,目前主要通过各节点机位载荷对架体运行的均衡程度进行安全判定和同步控制。在整体升降过程中,由于受电机运行不同步、外部阻力、风载荷等因素综合影响,架体可能出现水平高差... 详细信息

附着式升降脚手架是一种建筑用多节点同步提升空中作业平台,目前主要通过各节点机位载荷对架体运行的均衡程度进行安全判定和同步控制。在整体升降过程中,由于受电机运行不同步、外部阻力、风载荷等因素综合影响,架体可能出现水平高差和内外倾斜。因此,利用载荷限值只能保证架体的基本运行安全,无法对脚手架系统的整个运行过程进行有效监管,也无法满足施工安全性和智能化的需要。本文通过MEMS惯性测量单元对脚手架系统运行进行姿态估计,反映架体状态变化,在此基础上研究运行同步控制的策略,以提高脚手架的运行状态监测和控制的能力。主要工作如下:(1)通过对附着式升降脚手架组成结构与原理进行分析,确定姿态数据采集方案,对脚手架姿态估计中的坐标系及姿态角进行定义,在分析MEMS惯性传感器的工作原理和特点后建立相关模型。(2)采用扩展卡尔曼滤波(EKF)对MEMS惯性测量单元进行数据融合,考虑到EKF在无法更新系统中的噪声会造成姿态估计误差,通过Sage-Husa扩展卡尔曼滤波(SHEKF)更新时变的噪声提高姿态信息精度。为解决SHEKF滤波发散的问题,提出了改进的Sage-Husa扩展卡尔曼滤波(ISHEKF),即在以协方差匹配技术判定滤波是否发散时,通过在滤波发散判定调节因子中引入脚手架的实时运动速度改进滤波发散判定依据,从而实现在架体运行时自适应更新协方差矩阵,达到抑制滤波发散的目的。仿真结果证明,ISHEKF算法可有效降低滤波发散的程度,能获取高精度的姿态信息,为实现脚手架的运行控制提供了基础。(3)依据姿态信息研究同步运行控制策略。为减少各节点之间的同步误差,设计了多节点模糊PID偏差耦合控制结构,并进一步对单节点的运行采用模糊滑模控制算法,减小滑模控制产生的抖振的同时提高了位置跟踪精度。在MATLAB中搭建脚手架四节点模型进行仿真,结果证明:模糊滑模控制算法较PID控制可提高单节点76.5%的跟踪精度,模糊PID偏差耦合控制结构能减少各节点之间70%左右的同步误差,证明所设计的控制策略具有良好的控制精度和同步性。(4)在脚手架样架上进行运行姿态估计与控制实验。在静态和动态条件下的姿态估计实验中ISHEKF算法表现出良好的滤波精度和稳定性,能准确反映脚手架运行姿态变化情况;在运行同步控制实验中,所设计的控制策略无论是在保证各节点之间同步运行方面,还是受到干扰的情况后恢复同步运行的能力都有良好表现。通过实验证明所提出的运行姿态估计算法和控制策略的实际可行性,在附着式升降脚手架状态监测和控制方面具有应用价值。

关键词：附着式升降脚手架姿态估计 Sage-Husa扩展卡尔曼滤波模糊PID偏差耦合控制模糊滑模控制

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基于Fuzzy-SMC的永磁同步电动机电流预测控制研究

基于Fuzzy-SMC的永磁同步电动机电流预测控制研究

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作者：禹聪哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

在永磁同步电机(PMSM)控制系统中,传统的PI控制存在鲁棒性差、系统不稳定等问题,为了提高系统的控制性能,本文基于模糊滑模控制对PMSM的高性能控制进行研究。为了提高系统的鲁棒性,本文采用滑模控制(SMC)作为系统的控制方式,并对SMC存... 详细信息

在永磁同步电机(PMSM)控制系统中,传统的PI控制存在鲁棒性差、系统不稳定等问题,为了提高系统的控制性能,本文基于模糊滑模控制对PMSM的高性能控制进行研究。为了提高系统的鲁棒性,本文采用滑模控制(SMC)作为系统的控制方式,并对SMC存在的抖振问题进行研究。为了削弱SMC存在的抖振问题,系统结合指数趋近律与幂次趋近律和采用sigmoid平滑切换函数设计新型滑模控制器(IMSMC),建立仿真模型验证所提方案的有效性。在IMSMC设计的基础上,为了提高系统的动态响应性能,本文将模糊逻辑理论引入IMSMC中实时调节滑模增益,通过采用模糊控制和滑模控制组合控制的方式设计模糊滑模控制器(FIMSMC),在模糊控制理论基础上利用系统状态量趋近滑模面的距离与滑模增益设置模糊规则,通过仿真验证所提控制方案的可行性。为了解决FIMSMC存在的稳态误差问题,系统采用有限集模型预测控制代替系统PI电流环控制提出一种模糊滑模模型预测控制(FIMSMC-MPC)方案。首先,设计误差积分项提出一种新型积分误差代价函数,其次,考虑到当外部负载扰动较大时会导致系统较大的抖振问题,设计负载扰动预测模型并前馈补偿到代价函数提出一种电流扰动双预测控制方式。最后,搭建仿真模型,仿真验证FIMSMC-MPC方案的可行性。为了验证所提控制方案的有效性,在系统硬件电路设计和软件设计的基础上设计控制系统原理图,搭建基于TMS320F28335芯片的PMSM控制实验平台,通过实验验证本文所提控制方案的可实现性。

关键词：永磁同步电机滑模控制模糊滑模控制有限集模型预测控制

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一种比例积分滑模面的数控机床用模糊滑模位置控制方法

一种比例积分滑模面的数控机床用模糊滑模位置控制方法

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作者：魏文龙魏文凯 226333 江苏省南通市通州湾江海联动开发示范区怒江路

本发明公开一种比例积分滑模面的数控机床用模糊滑模位置控制方法，首先，对机械数控机床非线性系统进行分析，提取实际反馈值θ，得到期望值θd的位置误差e(t)；然后设计比例积分滑模面切换函数，将滑模控制中的切换函数s(t)作为模糊... 详细信息

标准号: CN113219821B

本发明公开一种比例积分滑模面的数控机床用模糊滑模位置控制方法，首先，对机械数控机床非线性系统进行分析，提取实际反馈值θ，得到期望值θ_d的位置误差e(t)；然后设计比例积分滑模面切换函数，将滑模控制中的切换函数s(t)作为模糊系统的输入；进一步地对模糊控制器进行设计，采用重心算法，将系统进行反模糊化，得到模糊控制器输出u(t)；最后将机械数控机床位置控制器的位置输出信号u(t)输入数控系统，机械数控机床系统输出的位置角度反馈至输入端。本发明将基于比例积分滑模面的模糊滑模控制替代传统的PID伺服控制系统，提高了对位置的跟踪精度和响应性能，满足运动控制系统中高速、高精度、输出功率大的控制要求。

关键词：数控机床模糊控制器滑模模糊滑模控制数控机床系统伺服控制系统位置输出信号运动控制系统非线性系统积分滑模面位置控制器滑模控制角度反馈控制要求模糊滑模模糊系统输出功率数控系统位置控制位置误差响应性能重心算法输出传统的模糊化输入端中高速反馈跟踪替代分析

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整车磁流变半主动悬架控制策略研究

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磁性材料及器件 2023年第4期54卷 80-86页

作者：于志委夏菁邓华广西生态工程职业技术学院汽车与信息工程学院广西柳州545000 柳州沪信汽车科技有限公司广西柳州545000

针对磁流变阻尼器复杂的非线性和整车悬架系统耦合控制的难点,结合磁流变阻尼器迟滞特性,采用通用性好的Spencer现象模型建立正向模型,结合映射能力强的BP神经网络构建磁流变阻尼器逆模型;接着采用不需要精确模型的模糊算法和强鲁棒性... 详细信息

针对磁流变阻尼器复杂的非线性和整车悬架系统耦合控制的难点,结合磁流变阻尼器迟滞特性,采用通用性好的Spencer现象模型建立正向模型,结合映射能力强的BP神经网络构建磁流变阻尼器逆模型;接着采用不需要精确模型的模糊算法和强鲁棒性滑模算法建立整车七自由度磁流变悬架控制器,对车辆悬架系统进行控制。仿真结果表明:建立的磁流变阻尼器逆模型能够准确反馈输入控制电流,且基于Spencer现象模型的整车磁流变阻器结合所提出的控制算法进行仿真控制,其整车性能指标显著提升。

关键词：半主动悬架磁流变阻尼器神经网络逆向模型模糊滑模控制

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