太阳能电池阵跟踪驱动过程扰振特性分析

太阳能电池阵对日跟踪驱动过程所产生的扰动是限制高精度航天器技术指标提高的主要因素之一。为获取驱动扰动的规律性特征,本文将太阳能电池阵及其驱动装置考虑为相互耦合的整体系统,从主要驱动环节出发建立其机电一体化扰振分析模型和Simulink动力学仿真模块,通过试验算例验证模型正确性,并分析了电池阵刚柔耦合和质心偏置等因素对扰振特性的影响。结果表明:转速波动将激起电池阵低阶扭振模态,扰动频谱具有步进电动机驱动和柔性结构振动的频率特性,但扭振扰动对刚体运动规律影响很小;质心偏置会引起电池阵平动与转动耦合的空间振动,激扰面外弯曲振型,改变扰振频率分布和放大扰振分量幅值。     

电驱动车辆反馈线性化自适应滑模滑移率控制

针对驱动和制动工况下电驱动汽车的滑移率控制这一强非线性和不确定性控制问题,提出了一种基于反馈线性化的自适应滑模控制(ASMC)方法。针对车辆驱动、制动工况下的车轮滑移率进行了动力学分析,建立了统一的状态方程。充分利用系统已知模型和参数,采用线性化反馈消除非线性变化的控制量增益系数的影响,通过对反馈项增益参数的自适应调整,适应附着路面不确定参数变化的控制要求,克服系统控制中存在的主要非线性和不确定性部分,对于系统难以建模描述部分,视为扰动,利用滑模控制抑制系统该部分的不确定性因素,同时保证系统响应的快速性,并对算法进行了Lyapunov稳定性分析。最后,以某型电动汽车为对象进行了仿真分析,结果表明采用ASMC控制系统动态响应快、精度高、抗扰能力强,对路面参数变化具有较强的鲁棒性,同时输出控制量抖振小。     

双层气囊隔振装置多目标协同姿态控制方法

针对双层气囊隔振装置高精度姿态平衡控制需求,提出多目标协同姿态控制方法。通过建立双层隔振装置动力学模型、充放气控制等效作用力模型,建立了控制响应特性分析模型。并基于多目标满意优化方法建立了多目标协同姿态控制方法,使得双层气囊隔振装置能够较好地适应上下层气囊隔振装置姿态耦合,实现姿态平衡控制,并可有效抑制结构弹性变形对姿态平衡控制的影响。在双层气囊隔振装置上验证了该控制方法的可行性。该方法将用于某型船舶大型发电机组双层气囊隔振系统,实现双层气囊隔振装置柔性支撑状态下的姿态平衡控制。     

电驱动履带车辆带约束广义预测速度控制

电传动履带车辆存在的参数非线性时变性强、惯量大,路面阻力容易受强扰动等特点,采用传统的PI控制容易产生较大的超调,降低暂态控制性能,传统的滑模控制算法难以克服常值扰动,消除稳态误差,易引起输出量剧烈抖振。针对上述问题,设计了广义预测速度控制器,结合电机饱和特性,对控制量进行了约束。仿真实验表明,所设计的控制算法能够克服系统参数非线性时变、路面扰动因素的影响,且跟踪准、响应快、超调小。     

激光焦点控制磁力驱动的控制特性实验对比分析

为了满足激光焦点控制系统的位置和速度响应要求,设计了一种轴向放置、轴向磁化的环形永磁体自复位的3自由度激光焦点磁力驱动微动平台。根据该微动平台的结构进行力学分析并建立动力学方程,在此基础上进行微动平台的比例、积分、微分控制实验和鲁棒控制实验。通过两种不同控制策略的对比分析,结果表明,两种控制策略都能实现微动平台的稳定驱动,但是在比例、积分、微分控制策略下,响应速度更好,在鲁棒控制策略下,抗干扰能力更好。     

建立一类挠性航天器的动力学模型及面向控制的仿真环境

对于一类具有一个中心刚体和两块对称安装的太阳帆板的挠性航天器,针对其帆板较长、弹性位移较大,导致根据文献[2]直接建立的模型不准的问题,提出将弹性帆板分段处理的方法,分别引入浮动坐标系,建立系统的动力学仿真模型。并将针对整体模型设计的控制规律作用于该模型,进行了数值仿真。仿真结果表明,对于大变形情况,分段处理的方法十分有效。     

螺旋轮式管道检测机器人驱动电动机的控制

分析了螺旋轮式管道检测机器人驱动系统的组成和原理,给出了管道机器人驱动电动机的控制策略,并设计了电动机的控制系统.根据机器人的运动参数分析管道状况,研究了驱动电动机的控制过程,为下一步精确控制管道机器人的驱动电动枳嵌供了参考.     

三轴稳定卫星斜装反作用飞轮控制器设计

本文研究了采用斜装反作用飞轮阵的卫星姿态控制系统。文中引入了正常控制律和失效控制律的概念,并论证了斜装反作用飞轮阵的力矩指令的分配计算,可设计简单的分配网络实现。控制器的设计采用了多变量系统理论,并对设计结果进行了数字模拟。最后,讨论了卫星所带的太阳帆板动力学对斜装飞轮阵控制律的影响。     

基于控制器动态线性化的数据驱动ILC

针对未知非线性非仿射重复离散时间系统,将迭代域的动态线性化技术应用于非线性被控系统和未知非线性理想学习控制器,提出一种新的数据驱动迭代学习控制方案。通过设计一种改进的无模型自适应迭代学习控制算法对理想学习控制器的增益进行估计,该方案仅利用非线性系统的输入输出数据,便可自动调整迭代学习控制律。数值仿真和对高速列车模型的仿真验证了该方法的有效性和适用性。     

多轮驱动履带车辆功率匹配计算与仿真分析

传统电传动设计方案下同时满足车辆大扭矩和宽调速范围的电机体积、重量大,难以集成在车辆有限空间内,针对这一难题,提出了一种新型多轮驱动电传动车辆设计方案。结合该方案,以原车性能指标为依据,进行了电机驱动系统的性能匹配计算,建立了基于Matlab/Simulink的驱动电机模块和基于RecurDyn/Track-HM车辆动力学仿真模块,并利用接口技术构建了机电一体联合仿真模型,而后通过车辆动力性能的仿真,对设计方案及功率匹配结果进行验证。仿真结果表明,匹配算法正确,所选参数合理,设计方案基本可行,为进一步研究奠定了基础。     

全液压驱动管道机器人公理化设计

随着管道机器人应用领域与任务需求的不断增大,机器人设计中存在的问题日益突出,如输出功能相互耦合、定位精度不高以及复杂环境下可靠性低。针对石油水平井对于管道机器人的特殊应用需求,将公理化设计理论应用到机器人系统设计中,创新设计一种基于挠性支撑结构的全液压驱动管道机器人。概述公理化基本原理与设计过程,对全液压驱动管道机器人进行概念设计,完成设计耦合性分析。确定机器人机械系统与液压系统具体结构组成,并分析其工作机理。应用AMESim软件,对机器人运动原理方案进行仿真分析,结果表明:全液压驱动管道机器人可以实现自动往复运动,牵引力可以达到30 kN,运动速度可以达到0.12 m/s;机器人牵引能力与运动速度可以完成单独调节,从而实现解耦设计。     

电传动装甲车辆发动机发电机系统动态模型

针对电传动装甲车辆发动机-发电机系统建模难的问题,采用BP神经网络辨识发动机转矩,设计了发动机-发电机系统动态实验,在测得发动机在不同油门开度时的转速动态响应,并将电励磁旋转整流同步发电机等效为直流发电机的基础上,建立发动机-发电机系统动态模型。仿真与实验对比结果表明：模型满足车辆仿真精度要求。     

变速传动轴承传动原理分析与研究

变速传动轴承是一种既具有支承功能又具有变速功能的新型特种轴承 ,其机构设计新颖紧凑 ,效率高 ,承载能力强。通过研究变速传动轴承的内部机构和传动原理 ,对其传动比做了深入系统的分析 ,得出了内齿圈齿数、活齿数与传动比之间的理论关系 ,并从理论上提出了高效率、低磨损的传动比优选方案 ,认为在推杆活齿传动机构设计时 ,应该使活齿数大于内齿圈齿数 ,即Z2 >Z1。包括变速传动轴承在内 ,对于采用了推杆活齿机构的各种活齿传动形式的结构设计 ,这个结论都具有重要的指导意义。     

基于杂草算法的超磁致伸缩作动器耦合模型识别

考虑磁滞损耗、动态应力等因素的超磁致伸缩作动器磁滞模型可有效揭示电-磁-机-热多场耦合效应,但准确识别其非线性模型往往存在较大困难。智能杂草算法具有激烈的竞争机制和较强的搜索能力,可用于解决作动器多目标物理参数辨识问题。传统算法的种子数量以线性方式产生且分布方差与适应度缺乏联系,极大地影响了算法收敛速度和模型识别精度。为此,提出一种非线性繁殖和分布的混合改进杂草算法,并将其应用于超磁致伸缩作动器模型识别。实验表明:改进算法具有较强的噪声抑制能力,能精确辨识含有噪声扰动的作动器磁滞非线性模型物理参数;模型预测值和实验数据误差较小,所识别参数可使磁滞非线性模型较为全面地描述作动器多场耦合机理和动态特性。     

旋转弹体高速入水水中弹道的模拟方法

针对旋转弹体高速入水特点,从弹体运动的动力学方程和相似理论出发,提出了模拟旋转弹体高速入水水中弹道的马赫相似实验方案.该方案在大气环境条件下,能够实现原型和模型两系统的主要相似准数相等.     

扭轮摩擦驱动系统研究

扭轮摩擦驱动是集摩擦传动和螺旋传动为一体的传动系统,它既具有摩擦传动动态特性好,同时又有螺旋传动导程小的特点。本文介绍一种扭轮摩擦驱动系统,它的导程小于０．２ｍｍ,行程为２５０ｍｍ,运动分辨率可达纳米级水平。它由扭轮摩擦传动机构、气体静压导轨及相关部件组成,是一种大行程高分辨率的新型驱动系统。     

基于转速控制的电传动车辆动力分配策略

为解决电传动车辆行驶过程中的动力分配问题,在车辆整体方案设计的基础上,对驾驶员操作指令进行合理的解析,并提出了一种基于＂转速控制＂方式的动力分配控制策略,通过对左、右侧驱动电机进行转速控制给定,实现车辆在各种复杂工况下的正常行驶,最后进行了系统建模和仿真。结果表明：基于该动力分配控制策略,车辆可实现稳定直驶、任意半径转向、中心转向以及电气制动等工况要求,并且具有良好的动力性能。     

基于无阀直驱技术的坦克火炮高低向电液稳定器研究

运用无阀直驱技术设计了一种新型的坦克火炮高低向电液稳定器。论述其工作原理和特点，进行合理简化并建立系统模型，对系统进行了仿真分析。仿真结果表明，该系统具有良好的稳态和动态性能，对新型坦克火炮高低向电液稳定器设计具有实际意义。