基于GRU-NN预测模型的压电作动器MPC-KAN控制方法

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作者 郭辰星 李自成 徐瑞瑞 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期157-162,171,共7页

为了提高压电作动器(PEAs)的轨迹跟踪性能,提出了一种基于门控递归单元(GRU)神经网络(NN)预测模型的Kolmogorov-Arnold网络前馈模型预测控制(MPC-KAN)。与神经网络逆模型控制不同,该方法使用GRU-NN正向建模,并根据模型预测结果调整模型... 为了提高压电作动器(PEAs)的轨迹跟踪性能,提出了一种基于门控递归单元(GRU)神经网络(NN)预测模型的Kolmogorov-Arnold网络前馈模型预测控制(MPC-KAN)。与神经网络逆模型控制不同,该方法使用GRU-NN正向建模,并根据模型预测结果调整模型预测控制(MPC)的输出。首先,根据线性化模型选择GRU-NN的训练输入特征,并训练该网络。然后,为了提高优化效果和缩短优化时间,将麻雀搜索算法(SSA)用作MPC优化器,并建立Kolmogorov-Arnold网络(KAN)以替代SSA优化。该方法的有效性在PEAs平台上得到验证,与传统方法相比,控制精度提高了约30%。 展开更多

关键词 压电陶瓷作动器 高精度跟踪 模型预测控制 GRU网络 KAN网络

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横向布置EHA对城际动车组曲线通过及磨耗的影响

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作者 祁亚运 刘华 +3 位作者 戴焕云 敖鹏 贺星 陈兆玮 《振动与冲击》 北大核心 2025年第15期134-143,共10页

针对城际线路中广泛存在的小半径曲线导致的动车组曲线通过性能不足及轮轨严重磨耗问题,现以城际动车组为对象,在其轴箱与转向架布置横向作动器,形成主动径向转向架。该作动器能够驱使轮对横向移动,使得车辆沿纯滚动线运动。搭建了作动... 针对城际线路中广泛存在的小半径曲线导致的动车组曲线通过性能不足及轮轨严重磨耗问题,现以城际动车组为对象,在其轴箱与转向架布置横向作动器,形成主动径向转向架。该作动器能够驱使轮对横向移动,使得车辆沿纯滚动线运动。搭建了作动器系统模型,并采用分数阶PI(proportion integration)控制器验证了在负载突变干扰情况下,作动器对期望轨迹跟踪的快速性、准确性和稳定性。利用SIMPACK和MATLAB/SIMULINK软件,建立了主动径向城际动车组的动力学模型。通过分析轮对冲角、磨耗数、轮轨横向力和脱轨系数等动力学指标,评价了运行速度和曲线半径对车辆曲线通过性能的影响。此外,采用Jendel磨耗模型评估了车辆通过500 m曲线半径时的轮轨磨耗性能。研究结果表明:将纯滚线距线路中心线的距离作为作动器的位移控制目标是合理的。当曲线半径为500 m时,与传统被动控制相比,新型主动径向控制车辆的轮轨横向力最大值降低了12%,轮对冲角最大值减少了8%,脱轨系数下降了20%,车轮磨耗数最大值减少了12%。1位轮对外侧和内侧车轮磨耗深度分别降低了31%和12%,曲线外侧和内侧钢轨的磨耗深度分别减少了20%和15%。因此,该型主动径向转向架显著提升了车辆的曲线通过性能,并有效减少了轮轨磨耗。 展开更多

关键词 城际动车组 电静液作动器 主动径向转向架 曲线通过性能 轮轨磨耗

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可靠性驱动下的机械元动作单元变论域自适应模糊PID振动控制系统研究 被引量：2

3

作者 葛红玉 王拓 +1 位作者 杨满芝 张传伟 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第8期191-196,201,共7页

机械元动作装配单元可靠性是整机功能可靠性的重要构成,元动作单元工作过程中振动异常是导致其故障频发的重要因素。因此,采取有效的振动控制策略对降低元动作单元运行故障、提高单元可靠性和整机性能具有良好的工程意义。结合主动控制... 机械元动作装配单元可靠性是整机功能可靠性的重要构成,元动作单元工作过程中振动异常是导致其故障频发的重要因素。因此,采取有效的振动控制策略对降低元动作单元运行故障、提高单元可靠性和整机性能具有良好的工程意义。结合主动控制思想采用简易、精准的作动装置建立了一种智能的振动控制系统。为了提升控制系统中智能位移作动器的进给精度,设计了变论域自适应模糊PID控制器,并通过仿真分析了控制系统的可行性。仿真结果表明,变论域自适应模糊PID控制器下的系统响应具有极低的超调量、较少调整时间和趋于零的稳态误差。此项研究为提高机械产品使用可靠性提供了一种新的振动控制技术手段。 展开更多

关键词 机械元动作单元 振动主动控制 智能位移作动器 变论域自适应模糊PID

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永磁操动机构的发展与应用 被引量：21

4

作者 游一民 陈德桂 +2 位作者 候建新 林立 王胜林 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期54-56,共3页

介绍了国内永磁操动机构的发展状况,并分析了影响其发展的主要因素。据不完全统计,2002年国内配永磁操动机构的断路器产品的销售总量只有约1000台。因此促进永磁操动机构的推广与应用应从其整体出发,兼顾机构本体和机构控制部分(包括电... 介绍了国内永磁操动机构的发展状况,并分析了影响其发展的主要因素。据不完全统计,2002年国内配永磁操动机构的断路器产品的销售总量只有约1000台。因此促进永磁操动机构的推广与应用应从其整体出发,兼顾机构本体和机构控制部分(包括电源)的性能与成本,提高其整体的技术经济指标。 展开更多

关键词 真空断路器 永磁操动机构 控制单元 真空灭弧室

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具有偏置结构的非对称惯性压电旋转驱动器 被引量：4

5

作者 程光明 陈康 +3 位作者 温建明 邢春美 曾平 鲍慧璐 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2208-2216,共9页

为改善惯性压电驱动器输出性能,提出了一种新型具有偏置结构的非对称惯性压电旋转驱动器。在非对称夹持的基础上,定义了一种偏置结构。为了解偏置结构对驱动器输出性能的影响,建立了机构的力学模型方程,推导并仿真分析了驱动器的动力学... 为改善惯性压电驱动器输出性能,提出了一种新型具有偏置结构的非对称惯性压电旋转驱动器。在非对称夹持的基础上,定义了一种偏置结构。为了解偏置结构对驱动器输出性能的影响,建立了机构的力学模型方程,推导并仿真分析了驱动器的动力学特性。设计、制作了试验样机,搭建了试验系统;进行了试验测试并与无偏置结构驱动器进行了性能对比。结果表明:偏置距离为15mm时,驱动器输出步距角速度最大。与无偏置结构驱动器相比,驱动电压为100V、23Hz时,驱动器输出最大角速度从3.48rad/s增加至5.39rad/s,增幅达54.88%,驱动器最大驱动力矩从2.41N·mm增加至3.62N·mm,增幅达50.2%;驱动电压为100V,4Hz时,驱动器稳定运行时的承载量达1 300g。理论与试验结果表明,提出的有偏置结构的驱动器具有输出步距角速度和驱动力矩更大的特点。 展开更多

关键词 压电旋转驱动器 惯性驱动器 非对称夹持 偏置结构 输出特性

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导弹弹射机构的建模与仿真研究 被引量：8

6

作者 卢立秀 汤军社 +1 位作者 门党党 王红艳 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第5期29-31,40,共4页

根据热力学运动定律建立的氮气作动筒的数学模型与机构的等效动力学模型耦合起来,组成了整个弹射机构的数学模型。采用Matlab中的ODE45解算器可以求解该模型进而对机构进行仿真。仿真的结果表明,作动筒气源的压力以及弹体质量的变化对... 根据热力学运动定律建立的氮气作动筒的数学模型与机构的等效动力学模型耦合起来,组成了整个弹射机构的数学模型。采用Matlab中的ODE45解算器可以求解该模型进而对机构进行仿真。仿真的结果表明,作动筒气源的压力以及弹体质量的变化对弹体分离时的线速度和俯仰角的影响不显著。 展开更多

关键词 导弹弹射装置 弹射机构 建模 MATLAB 作动筒

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基于模型的风电机组变桨距系统故障检测 被引量：21

7

作者 赵洪山 连莎莎 邵玲 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期440-444,共5页

变桨距系统是风电机组的高频故障部件之一,对其进行早期故障检测,可以有效提高风电机组的运行可靠性,减少不必要的损失。采用基于风电机组物理特性的数学模型的方法对其进行故障检测。首先,建立了风电机组变桨距系统及其它部件的动态模... 变桨距系统是风电机组的高频故障部件之一,对其进行早期故障检测,可以有效提高风电机组的运行可靠性,减少不必要的损失。采用基于风电机组物理特性的数学模型的方法对其进行故障检测。首先,建立了风电机组变桨距系统及其它部件的动态模型,描述出该模型的输入输出关系;然后,将该模型与实际系统并行运行,并将模型输出与实际系统输出比较产生残差,随后采用残差范数的均值作为故障判别函数进行故障检测;最后,通过对变桨距执行机构和桨距角传感器的故障进行仿真,验证了所用方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 风电机组 模型 执行机构 传感器 故障检测

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多单元浮地级联式压电陶瓷执行器高压驱动电源 被引量：9

8

作者 刘向东 傅强 赖志林 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期597-606,共10页

为了改善压电陶瓷驱动电源在高电压输出下的动态特性以及高频下的带载能力,提高频率响应范围,设计了一种基于多单元级联的压电陶瓷执行器高压驱动电源。首先,基于分立元件构建直流放大式高精度驱动单元,并针对每个独立的驱动单元进行建... 为了改善压电陶瓷驱动电源在高电压输出下的动态特性以及高频下的带载能力,提高频率响应范围,设计了一种基于多单元级联的压电陶瓷执行器高压驱动电源。首先,基于分立元件构建直流放大式高精度驱动单元,并针对每个独立的驱动单元进行建模仿真,分析其在压电陶瓷等容性负载下的稳定性并采取了有效的双通道隔离反馈补偿策略。然后,利用多单元隔离浮地级联的方法,将多个独立的高精度驱动电源模块进行浮地级联,构成了一种组合式压电陶瓷高压驱动电源。实验结果表明,该级联驱动电源的输出幅值达0～1 000V,最大输出功率为1kW,满信号带宽为1kHz/0.3μF,纹波小于100mV。根据实验结果,该级联驱动电源满足低纹波,高精度,大带宽,响应时间短,带载能力强等特性。 展开更多

关键词 压电陶瓷执行器 高压驱动电源 多单元级联 稳定性

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补偿电容器组同步开关控制器的研制 被引量：6

9

作者 雷颖 牟京卫 游一民 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期415-416,共2页

介绍了新研制的中压补偿电容器组同步开关控制器的工作原理和基本结构,该控制器将控制和驱动永磁机构,以实现开关的选相合、分闸,从而有效地抑制投切并联电容器组时引起的过电压及涌流。

关键词 同步开关 控制单元 永磁机构

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基于磁流变技术的对称气动缸动力机构 被引量：6

10

作者 田玲 王焱玉 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期994-996,1002,共4页

针对传统的阀控对称气动缸动力机构,将普通对称式气缸和自制的磁流变液(MRF)阻尼器串联构成一种新型的磁流变(MR)对称动力机构。首先介绍了该动力机构的工作原理,然后对机构进行数学建模,通过MATLAB的仿真进行特性分析。分析结果表明,... 针对传统的阀控对称气动缸动力机构,将普通对称式气缸和自制的磁流变液(MRF)阻尼器串联构成一种新型的磁流变(MR)对称动力机构。首先介绍了该动力机构的工作原理,然后对机构进行数学建模,通过MATLAB的仿真进行特性分析。分析结果表明,该种新型磁流变对称动力机构能够克服传统的气动伺服系统的缺点,具有高响应、高刚度、阻尼任意可控可调等一系列特殊性能。为解决非线性严重的气动伺服系统难以控制的问题寻求了一条很有前景的新途径。 展开更多

关键词 磁流变液(MRF) 磁流变对称动力机构 特性分析 仿真

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电动汽车新型线控制动单元及其控制系统 被引量：10

11

作者 龚小祥 常思勤 +1 位作者 蒋李晨 李小攀 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期395-400,共6页

针对电动汽车全电驱动特性,为提高其制动性能,设计了一种基于电磁直线执行器的全新线控制动单元——直驱电液制动单元.介绍了该制动单元的结构和原理,以某型制动器为基础,完成了样件改装和试制工作,并基于TMS320F2812数字信号处理器建... 针对电动汽车全电驱动特性,为提高其制动性能,设计了一种基于电磁直线执行器的全新线控制动单元——直驱电液制动单元.介绍了该制动单元的结构和原理,以某型制动器为基础,完成了样件改装和试制工作,并基于TMS320F2812数字信号处理器建立了制动单元控制和驱动系统,同时设计了双闭环抗干扰控制算法调控其制动力.试验结果表明,直驱电液制动单元响应迅速,能够准确调控制动力,具有良好的应用前景. 展开更多

关键词 电磁直线执行器 直驱电液制动单元 数字信号处理器 功率驱动电路 电动汽车

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三位四通电液比例阀控缸动力机构的数学建模 被引量：16

12

作者 肖体兵 肖世耀 +1 位作者 廖辉 吴百海 《机床与液压》 北大核心 2008年第8期80-82,132,共4页

以不对称电液比例方向阀控制不对称缸的动力机构为例,给出了建立适用于所有的三位四通电液比例阀控缸动力机构、考虑了背压力、油管、泄漏、节流槽形状、平衡点位置等诸多因素影响的数学模型。通过实验和仿真的对比,证明了建立数学建模... 以不对称电液比例方向阀控制不对称缸的动力机构为例,给出了建立适用于所有的三位四通电液比例阀控缸动力机构、考虑了背压力、油管、泄漏、节流槽形状、平衡点位置等诸多因素影响的数学模型。通过实验和仿真的对比,证明了建立数学建模的方法是正确的。 展开更多

关键词 三位四通电液比例阀 阀控缸动力机构 数学建模

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压电陶瓷式执行器的动态特性的改善研究 被引量：4

13

作者 刘国华 王艳菊 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2000年第4期246-248,265,共4页

针对压电陶瓷微位移执行器动态响应速度慢的问题进行了研究，提出用数字ＰＩＤ方法加以解决，并研制出一套实用控制系统。其中，研制出一种可微机控制的精密高压调节器，与单片机数字系统相配合，形成一个完整的、数字－模拟电路结合的... 针对压电陶瓷微位移执行器动态响应速度慢的问题进行了研究，提出用数字ＰＩＤ方法加以解决，并研制出一套实用控制系统。其中，研制出一种可微机控制的精密高压调节器，与单片机数字系统相配合，形成一个完整的、数字－模拟电路结合的控制系统，用以实现压电陶瓷微位移器动态性能的改善。实验表明，该控制系统简单、可靠、实用，所提出的ＰＩＤ方法对压电陶瓷微位移执行器的动态特性有明显的改善。 展开更多

关键词 压电陶瓷微位移器 动态特性 执行器

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基于电致伸缩微位移器的精密微动平台的实验研究及应用 被引量：1

14

作者 刘国华 李亮玉 《天津工业大学学报》 CAS 2005年第1期56-58,共3页

针对电致伸缩微位移器动态响应速度慢的问题进行了研究,提出用数字PID方法加以解决,并研制出一套实用控制系统.其中,研制出一种微机控制的精密高压调节器,与单片机数字系统相配合,形成一个数字 模拟电路结合的控制系统,用以实现电致伸... 针对电致伸缩微位移器动态响应速度慢的问题进行了研究,提出用数字PID方法加以解决,并研制出一套实用控制系统.其中,研制出一种微机控制的精密高压调节器,与单片机数字系统相配合,形成一个数字 模拟电路结合的控制系统,用以实现电致伸缩微位移器动态性能的改善.实验表明,该控制系统简单、可靠、实用,所提出的PID方法对电致伸缩微位移器微动平台的动态特性的改善效果明显,并已将其用在磨床进给机构中. 展开更多

关键词 电致伸缩微位移器 微动平台 PID算法 进给机构 动态特性

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磁流变非对称气动缸动力机构特性分析 被引量：1

15

作者 田玲 莫秋云 张琳 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第12期3528-3531,3535,共5页

在气动伺服系统中动力机构是其关键性部件。与传统的阀控非对称气动缸动力机构相对应,将普通单杆气缸和自制的磁流变液(MRF)阻尼器串联研制成新型的磁流变(MR)非对称气动缸动力机构。介绍了所构建的磁流变动力机构的结构和工作原理,并... 在气动伺服系统中动力机构是其关键性部件。与传统的阀控非对称气动缸动力机构相对应,将普通单杆气缸和自制的磁流变液(MRF)阻尼器串联研制成新型的磁流变(MR)非对称气动缸动力机构。介绍了所构建的磁流变动力机构的结构和工作原理,并运用虚拟仪器技术对该动力机构进行了仿真和性能分析。分析表明,新型的MR非对称气动缸动力机构能够方便地实现阻尼可调,实现传统的阀控非对称气动缸动力机构难以达到的静、动态性能。为新型的磁流变气动控制技术寻求理论依据。 展开更多

关键词 气动伺服系统 磁流变液(MRF) 磁流变(MR)气动控制技术 磁流变液(MRF)阻尼器 磁流变(MR)非对称气动缸动力机构

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发动机电控单元激励信号模型研究

16

作者 赵亚男 赵福堂 靖苏铜 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期506-510,共5页

以汽车发动机实验为基础,提出基于虚拟仪器技术的发动机电控单元(ECU)激励信号发生系统,建立了发动机ECU的8路激励信号模型,使之符合对发动机实际运行工作环境的仿真.在ECU激励信号模型的基础上使用虚拟仪器技术进行了计算机仿真,将系... 以汽车发动机实验为基础,提出基于虚拟仪器技术的发动机电控单元(ECU)激励信号发生系统,建立了发动机ECU的8路激励信号模型,使之符合对发动机实际运行工作环境的仿真.在ECU激励信号模型的基础上使用虚拟仪器技术进行了计算机仿真,将系统生成的多路信号分别输入发动机试验台的ECU代替原传感器信号,激励发动机ECU正常运转,发动机试验台工作正常.结果表明,该方法原理正确,发动机ECU激励信号模型能够实现对发动机实际运行工况的模拟. 展开更多

关键词 发动机 电控单元 激励信号模型 虚拟仪器

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基于磁致伸缩材料的电机研究进展 被引量：3

17

作者 李冲 鹿存跃 马艺馨 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2015年第4期585-589,共5页

从磁致伸缩材料的定义、分类及性能等出发,介绍了磁致伸缩材料及其应用和开发情况等,剖析各类磁致伸缩致动器的设计原理及特点,并引出磁致伸缩式电机的设计基础和工作原理。该磁致伸缩式电机以压电电机的设计原理为基础,其中线性电机的... 从磁致伸缩材料的定义、分类及性能等出发,介绍了磁致伸缩材料及其应用和开发情况等,剖析各类磁致伸缩致动器的设计原理及特点,并引出磁致伸缩式电机的设计基础和工作原理。该磁致伸缩式电机以压电电机的设计原理为基础,其中线性电机的工作原理和结构基本相同,均利用磁致伸缩效应诱导线性增量运动,通常由磁致伸缩单元和驱动单元两部分组成;而旋转电机利用定子驱动端的椭圆运动或电机结构的改变,因此结构多样。最后分析开发磁致伸缩器件亟待完善和解决的技术问题,并对基于磁致伸缩效应器件的发展方向进行展望。 展开更多

关键词 磁致伸缩材料 致动器 电机 磁致伸缩单元 驱动单元

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轮毂电机驱动电动汽车液压执行单元的压力估计与控制方法研究 被引量：9

18

作者 刘刚 徐文博 靳立强 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期1138-1144,共7页

为提高轮毂电机驱动电动汽车的制动性能和安全性能,对其液压制动系统轮缸压力估计和压力控制进行了研究。首先对液压执行单元中的关键部件回路控制阀建立了数学模型,分析其液压特性和电气特性,接着针对回路电磁阀建立了状态方程,采用平... 为提高轮毂电机驱动电动汽车的制动性能和安全性能,对其液压制动系统轮缸压力估计和压力控制进行了研究。首先对液压执行单元中的关键部件回路控制阀建立了数学模型,分析其液压特性和电气特性,接着针对回路电磁阀建立了状态方程,采用平方根容积卡尔曼滤波算法,估计电磁阀阀芯行程,从而准确计算出当前制动液流量和制动轮缸压力,然后再依据p-V特性设计了基于滑模变结构算法的电磁阀阀芯行程控制算法,通过调节阀芯行程来控制制动轮缸内的制动压力。最后采用Matlab/Simulink-AMESim联合仿真和硬件在环台架实验两种方法进行算法验证,结果表明:所提出的制动轮缸压力估计和压力控制算法能准确跟随控制目标值,提高轮毂电机驱动电动汽车的制动性能。 展开更多

关键词 车辆动力学 液压执行单元 平方根容积卡尔曼滤波 滑模控制算法 硬件在环试验

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国产300MW汽轮机自激振动特征与诊断 被引量：1

19

作者 代凤霞 尹金亮 +2 位作者 刘丹 周广 张大伟 《热力发电》 CAS 北大核心 2006年第3期39-41,45,共4页

针对姚孟发电有限责任公司国产300MW汽轮机1号轴承振动及高压转子振动出现异常,特别是降负荷至240MW运行时振动加剧的情况进行分析、诊断,从安装和检修、运行维护等方面提出了相应的防范措施。

关键词 汽轮机 300 MW机组 轴承振动 自激振动 汽轮机膨胀

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华能营口电厂320MW超临界机组无控制工质调节系统 被引量：4

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作者 葛春光 马仁库 +3 位作者 张兴政 郑学明 许家伟 王利国 《中国电力》 CSCD 北大核心 2004年第10期66-68,共3页

营口电厂320MW超临界机组采用以自容式执行器(REXA执行器)为转换装置、力驱动执行机构的无控制工质调节系统对该汽轮机调节系统进行了改造,改造后系统的各项控制指标均达到了设计和标准要求,取得了预期的改造效果。文中介绍液压系统的... 营口电厂320MW超临界机组采用以自容式执行器(REXA执行器)为转换装置、力驱动执行机构的无控制工质调节系统对该汽轮机调节系统进行了改造,改造后系统的各项控制指标均达到了设计和标准要求,取得了预期的改造效果。文中介绍液压系统的改造方式、改造效果及系统改造后的主要技术指标,为大机组汽轮机调节系统的改造提供了新的途径。 展开更多

关键词 超临界机组 电厂 大机组 调节系统 工质 汽轮机 驱动 转换装置 改造效果 执行器

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