检索结果-内蒙古大学图书馆

电机与控制学报 2025年第2期29卷 160-170页

作者：鞠鲁峰王磊文彦李国丽许家紫李申奥安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 安徽大学高节能电机及控制技术国家地方联合实验室安徽合肥230601 安徽大学工业节电与用电安全安徽省重点实验室安徽合肥230601 安徽大学互联网学院安徽合肥230601

为了实现多电机集成系统在一定空间内有效完成多自由度运动工作,提出一种新型三自由度球形关节及其动力学建模方法与运动控制策略,以解决其空间运动问题。首先,采用李群及旋量理论和指数积公式完成球形关节的运动学分析与建模;接着,结... 详细信息

为了实现多电机集成系统在一定空间内有效完成多自由度运动工作,提出一种新型三自由度球形关节及其动力学建模方法与运动控制策略,以解决其空间运动问题。首先,采用李群及旋量理论和指数积公式完成球形关节的运动学分析与建模;接着,结合旋量理论和凯恩方程,得到基于旋量理论的球形关节动力学凯恩方程;然后,为实现对三自由度球形关节的高精度运动控制,设计一种基于饱和函数趋近律的滑模控制算法。相较于常规的基于符号函数趋近律的滑模控制算法,该算法有效解决了传统滑模控制中存在的抖振较大的问题;最后,对球形关节动力学方程进行仿真,验证了其动力学方程的正确性,并对所提出的控制策略开展仿真分析和实验验证,其结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

关键词：球形关节三自由度旋量理论指数积凯恩方程滑模控制

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基于D-H参数的磁阻式球形电机动力学建模

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电气工程学报 2024年第1期19卷 150-158页

作者：李瑞英李国丽鞠鲁峰王群京安徽大学电气工程与自动化学院合肥230601 安徽大学高节能电机及控制技术国家地方联合实验室合肥230601 安徽大学工业节电与用电安全安徽省重点实验室合肥230601 安徽大学工业节电与电能质量控制安徽省级协同创新中心合肥230601

三自由度球形电机的动力学模型是对转子运动过程的数学描述,在球形电机的闭环控制中用于计算转子从当前位置运动到期望位置时所需要的驱动转矩。以计算磁阻式球形电机驱动转矩为目标,提出一种动力学方程的建模方法。针对磁阻式球形电机... 详细信息

三自由度球形电机的动力学模型是对转子运动过程的数学描述,在球形电机的闭环控制中用于计算转子从当前位置运动到期望位置时所需要的驱动转矩。以计算磁阻式球形电机驱动转矩为目标,提出一种动力学方程的建模方法。针对磁阻式球形电机的运动特征,将球形转子等效为三个串联旋转关节,推导出磁阻式球形电机基于D-H参数的动力学方程,再对方程中的未知参数进行辨识,最终模型的预测结果与仿真结果有较高的拟合度,试验验证了该模型在设定运动工况下的可靠性,为磁阻式球形电机驱动控制提供了理论基础。

关键词：磁阻式球形电机 D-H参数动力学模型机器人参数辨识

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基于混合插值规划的机械手腕关节用球形电机刚柔耦合系统

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电气工程学报 2024年第4期19卷 139-148页

作者：刘亚坤过希文王群京廖先达安徽大学电气工程与自动化学院合肥230601 安徽大学高节能电机及控制技术国家地方联合实验室合肥230601 安徽大学安徽省工业节电与用电安全实验室合肥230601 安徽大学工业节电与电能质量控制协同创新中心合肥230601

球形电机能够实现空间三自由度运动,为实现无传动球形关节和智能顺应性设备提供了支持。但现有球形电机驱动机械手存在负载自重比小、直驱受限等问题,难以满足高精度、轻量化的轨迹规划需求。针对以上问题,设计了一种新颖的球形电机刚... 详细信息

球形电机能够实现空间三自由度运动,为实现无传动球形关节和智能顺应性设备提供了支持。但现有球形电机驱动机械手存在负载自重比小、直驱受限等问题,难以满足高精度、轻量化的轨迹规划需求。针对以上问题,设计了一种新颖的球形电机刚柔耦合系统,并提出了一种应用于系统的“三次多项式+改进的四次多项式”的混合多项式轨迹规划方法,并与单一的多项式轨迹规划方法进行比较。首先,基于Hamilton原理建立了机械手在随动坐标系下的偏微分动力学模型,并结合球形电机动力学模型构造刚柔耦合系统动力学模型。然后,采用改进的混合多项式轨迹规划方法实现了刚柔耦合系统的反演滑模跟踪控制。最后,搭建了机械手腕关节用球形电机刚柔耦合系统试验平台。仿真和试验结果表明,该方法能够避免了系统因角加速度设置不合理引起的波动以及间断问题,使得系统机械磨损更小、运动更加平稳,角速度的波动问题也得到了改善,验证了方案的有效性和准确性。

关键词：球形电机刚柔耦合系统轨迹规划混合多项式插值反演滑模控制

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基于转矩模型和改进MOPSO的永磁球形电机磁极优化

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电机与控制学报 2022年第6期26卷 112-120,133页

作者：李国丽孙涛周睿王群京李文爽安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 安徽大学高节能电机及控制技术国家地方联合实验室安徽合肥230601 安徽大学工业节电与用电安全安徽省重点实验室安徽合肥230601 安徽大学工业节电与电能质量控制安徽省级协同创新中心安徽合肥230601

为了提升永磁球形电机(PMSM)的输出转矩,应用多目标粒子群优化(MOPSO)算法对转子球内的永磁磁极尺寸进行优化设计。应用等效面电流和洛伦兹力的原理推导一种八极Halbach磁极阵列永磁球形电机的转矩解析模型,并依托电机原型进行有限元仿... 详细信息

为了提升永磁球形电机(PMSM)的输出转矩,应用多目标粒子群优化(MOPSO)算法对转子球内的永磁磁极尺寸进行优化设计。应用等效面电流和洛伦兹力的原理推导一种八极Halbach磁极阵列永磁球形电机的转矩解析模型,并依托电机原型进行有限元仿真和实验验证。运用空间几何的方法分析了转子球内磁极尺寸之间的约束关系,以自旋转矩和俯仰转矩的幅值为目标,应用改进的多目标粒子群优化算法进行转子磁极尺寸优化。对优化后的电机转矩分布进行有限元仿真验证,并与电机原型做比较。结果表明,优化后的电机转矩分布曲线更优,自旋转距幅值、平均值和俯仰转矩幅值、平均值分别提升了40.8%、31.9%、12.0%、26.8%,验证了所提优化方法的有效性,也为永磁球形电机的磁极参数设计提供了一种寻优方法。

关键词：永磁球形电机磁极优化转矩解析模型改进的多目标粒子群优化约束

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永磁球形电机Stribeck摩擦模型参数辨识

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电机与控制学报 2022年第4期26卷 121-130页

作者：李国丽李浩霖王群京琚斌文彦安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 安徽大学高节能电机及控制技术国家地方联合实验室安徽合肥230601 安徽大学工业节电与用电安全安徽省重点实验室安徽合肥230601 安徽大学工业节电与电能质量控制安徽省级协同创新中心安徽合肥230601 安徽大学互联网学院安徽合肥230601

随速度变化的摩擦转矩使永磁式球形电机在跟踪控制过程中出现爬坡或抖动现象,影响跟踪控制精度且难以检测。结合Stribeck摩擦转矩模型提出一种基于粒子群算法(PSO)的参数辨识方法,建立起精简、准确的电机摩擦转矩模型。在电机动力学微... 详细信息

随速度变化的摩擦转矩使永磁式球形电机在跟踪控制过程中出现爬坡或抖动现象,影响跟踪控制精度且难以检测。结合Stribeck摩擦转矩模型提出一种基于粒子群算法(PSO)的参数辨识方法,建立起精简、准确的电机摩擦转矩模型。在电机动力学微分方程基础上加入摩擦转矩项,通过恒速摩擦转矩检测实验得到转速-摩擦转矩间的稳态对应关系;采用PSO算法对转速-摩擦转矩序列进行参数辨识,得到Stribeck摩擦转矩模型;再通过实验对辨识得到的摩擦转矩模型进行验证。研究结果表明,参数辨识得到的摩擦转矩模型与实验数据相比,误差控制在2.5%以内,可以证明所提出参数辨识方法的有效性。

关键词：永磁式球形电机 Stribeck摩擦转矩模型恒速摩擦转矩检测粒子群算法参数辨识

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基于自适应干扰观测器的永磁球形电机连续非奇异终端滑模控制

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电机与控制学报 2022年第8期26卷 66-78页

作者：王群京刘中阳李国丽文彦安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 安徽大学高节能电机及其控制技术国家地方联合实验室安徽合肥230601 安徽大学工业节电与用电安全安徽省重点实验室安徽合肥230601 安徽大学工业节电与电能质量控制安徽省级协同创新中心安徽合肥230601 安徽大学互联网学院安徽合肥230601

针对新型永磁球形电机的轨迹跟踪问题,提出一种基于自适应干扰观测器的连续非奇异终端滑模控制策略。首先,通过拉格朗日第二方程构建了永磁球形电机在复合干扰下的动力学模型,根据线性叠加原理建立了永磁球形电机完整的转矩模型。然后,... 详细信息

针对新型永磁球形电机的轨迹跟踪问题,提出一种基于自适应干扰观测器的连续非奇异终端滑模控制策略。首先,通过拉格朗日第二方程构建了永磁球形电机在复合干扰下的动力学模型,根据线性叠加原理建立了永磁球形电机完整的转矩模型。然后,为降低复合干扰对永磁球形电机跟踪控制的影响,提出改进的自适应干扰观测器,估计永磁球形电机的外部扰动、摩擦力矩、动力学模型误差和转矩模型误差等在内的未知复合干扰。此外,基于永磁球形电机的名义动力学模型,提出连续非奇异终端滑模控制算法。最后,通过Lyapunov方法证明了该闭环控制系统的稳定性,分析了跟踪误差的收敛性。通过仿真对比和实验结果验证了所提出控制策略的有效性和精确性。

关键词：永磁球形电机动力学模型转矩模型自适应干扰观测器连续非奇异终端滑模轨迹跟踪

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基于电感特性的磁阻式球形电机无传感器位置检测

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传感器与微系统 2024年第1期43卷 162-164,168页

作者：嘉奖王群京鞠鲁峰许家紫安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 高节能电机及其控制技术国家地方联合实验室安徽大学安徽合肥230601 工业节电与用电安全安徽省重点实验室安徽大学安徽合肥230601 工业节电与电能质量控制安徽省级协同创新中心安徽大学安徽合肥230601

球形电机的转子姿态检测通常需要在转子轴或定子壳上安装位置传感器来实现,这些传感器所占用的空间较大,为球形电机的实际安装和应用造成了负面影响。本文根据磁阻式球形电机的结构与运行特点,提出了一种基于电感特性的磁阻式球形电机... 详细信息

球形电机的转子姿态检测通常需要在转子轴或定子壳上安装位置传感器来实现,这些传感器所占用的空间较大,为球形电机的实际安装和应用造成了负面影响。本文根据磁阻式球形电机的结构与运行特点,提出了一种基于电感特性的磁阻式球形电机无传感器位置检测方法。通过实时检测不同转子姿态角度下的定子线圈电感数据,然后利用极限学习机(ELM)算法搭建位置预测模型。通过对比验证,证明了该方法得到的转子姿态角度精度较高,为磁阻式球形电机的控制与应用提供了可行的思路。

关键词：球形电机三自由度极限学习机无传感器位置检测

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基于压力传感器的永磁球形电机摩擦转矩检测

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传感器与微系统 2023年第12期42卷 123-126页

作者：李文爽李国丽王群京周睿李浩霖安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 安徽大学高节能电机及控制技术国家地方联合实验室安徽合肥230601 安徽大学工业节电与用电安全安徽重点实验室安徽合肥230601

针对永磁球形电机(PMSM)运动时摩擦转矩检测困难的问题,提出一种基于压力传感器检测永磁球形电机摩擦转矩的方法。首先应用压力传感器检测球形转子施加在支撑杆处的压力信息,通过永磁球形电机摩擦转矩的数学模型,解析压力信息,得到摩擦... 详细信息

针对永磁球形电机(PMSM)运动时摩擦转矩检测困难的问题,提出一种基于压力传感器检测永磁球形电机摩擦转矩的方法。首先应用压力传感器检测球形转子施加在支撑杆处的压力信息,通过永磁球形电机摩擦转矩的数学模型,解析压力信息,得到摩擦转矩数值。再通过恒速实验得到压力—摩擦转矩间的稳态对应关系,采用遗传算法对数学模型中未知的摩擦因数进行参数辨识。最后将通电实验的结果与仿真结果进行对比,验证了检测方法的有效性。

关键词：永磁球形电机压力传感器摩擦转矩仿真验证

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考虑碳排放流和阶梯式碳交易的配电网优化调度

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可再生能源 2024年第12期42卷 1661-1670页

作者：王大鑫张倩郑诗程华玉婷崔华虎安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 安徽大学教育部电能质量工程研究中心安徽合肥230601 安徽大学工业节电与用电安全安徽省重点实验室安徽合肥230601 安徽工业大学电气与信息工程学院安徽马鞍山243032 合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽省能源实验室安徽合肥230031 安徽大学工业节电与电能质量控制安徽省级协同创新中心安徽合肥230601

文章考虑碳排放流和阶梯式碳交易机制,提出了优化调度模型以促进配电网低碳经济运行。该模型首先考虑配电网参与碳交易市场,引入碳排放流理论得到配网内各节点的碳排放情况;然后,提出利用蒙特卡洛算法得到电动汽车的随机状态,基于熵权... 详细信息

文章考虑碳排放流和阶梯式碳交易机制,提出了优化调度模型以促进配电网低碳经济运行。该模型首先考虑配电网参与碳交易市场,引入碳排放流理论得到配网内各节点的碳排放情况;然后,提出利用蒙特卡洛算法得到电动汽车的随机状态,基于熵权法得到发电设备的碳配额情况。同时构建电动汽车的碳配额模型,并结合阶梯式碳交易机制建立电动汽车、光伏、风力和火电机组的碳排放模型;最后,以最小化系统运作成本和最大化系统碳收益为双目标,使用改进的PSO优化算法对系统进行求解。设置了4种运行场景对改进的IEEE-33节点配网系统进行算例仿真。实验结果表明,所提模型碳排放减少539.43 t、消纳量增加555.27 kW·h、系统碳收益增加7962.79元。

关键词：碳排放流碳交易电动汽车经济调度改进的PSO算法

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基于结构参数优化的电机振动噪声的抑制研究

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电气工程学报 2023年第2期18卷 16-25页

作者：王群京郑耀达刘先增安徽大学电气工程与自动化学院合肥230601 安徽大学高节能电机及控制技术国家地方联合实验室合肥230601 安徽大学教育部电能质量工程研究中心合肥230601 安徽大学工业节电与用电安全安徽省重点实验室合肥230601

在保证电机输出性能的基础上,通过优化电机定子结构并调节引起电机主要振动噪声的模态频率来避免电机发生共振,从而降低永磁同步电机的振动噪声。首先通过试验和仿真分析电机的振动噪声,确定引起电磁噪声的主要电磁力阶次;随后将电机的... 详细信息

在保证电机输出性能的基础上,通过优化电机定子结构并调节引起电机主要振动噪声的模态频率来避免电机发生共振,从而降低永磁同步电机的振动噪声。首先通过试验和仿真分析电机的振动噪声,确定引起电磁噪声的主要电磁力阶次;随后将电机的定子结构参数作为变量,通过对其进行敏感度分析选取高敏感度优化变量,建立优化变量的响应面模型;然后,基于所建立的响应面模型,利用遗传算法对所取变量进行参数优化,得到最优定子结构参数;最后,采用有限元法计算和分析电机优化前后的电机输出性能,并通过电机电磁振动噪声仿真验证优化方法的正确性,结果表明优化后的电机输出性能得到了明显提升且电机的振动噪声得到了有效抑制。

关键词：内置式永磁同步电机振动噪声径向电磁力参数优化

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