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Some Equivalence Transform Methods for Simulating Models in Control Systems
1
作者 Degui, Liu 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 1993年第4期32-42,共11页
In this paper two classes of equivalence transform methods for solving ordinary differential equations are proposed. One class of method is the equivalence integral transform method for special differential algebraic ... In this paper two classes of equivalence transform methods for solving ordinary differential equations are proposed. One class of method is the equivalence integral transform method for special differential algebraic problems. The advantage of this class of method is such that the amount of work calculating one integration with parameters becomes that of two interpolations, when the system of nonlinear equations is solved on the right hand side function. The other class of method is the equivalence substitution method for avoiding calculating derivative on the right hand side function. In order to avoid calculation derivatives, two equivalence substitution methods are proposed here. The application instances of some special effect of the equivalence substitution methods are given. 展开更多
关键词 ALGEBRA Calculations Computer simulation control systems differential equations integration Interpolation Mathematical models Mathematical transformations Nonlinear equations Numerical methods
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基于PID切换控制的弹道修正引信滚转角控制方法 被引量:3
2
作者 杨东晓 曹信一 申强 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第2期137-143,共7页
为解决弹道修正引信在修正过程中弹体受力变化较大引起的模型非线性问题,为保证滚转角控制算法的有效控制范围可有效覆盖整个修正控制过程,采用了基于动压变化的位置-速度双闭环比例-积分-微分(proportional-integral-differential,PID... 为解决弹道修正引信在修正过程中弹体受力变化较大引起的模型非线性问题,为保证滚转角控制算法的有效控制范围可有效覆盖整个修正控制过程,采用了基于动压变化的位置-速度双闭环比例-积分-微分(proportional-integral-differential,PID)切换控制算法.在传统PID控制算法基础上引入切换控制,将PID控制系统设计成子系统,依靠引信动力学模型与动压之间的关联,以动压为切换信号制定切换规则将多个PID控制系统串联,拓宽了滚转角控制系统的有效控制范围.结合理论分析与仿真验证,结果表明:在整个弹道修正控制过程中定位精度在0.25°以内,响应时间小于0.3 s,验证了基于动压变化的PID切换控制算法对非线性的引信滚转角控制模型、持续滚转角控制的可行性. 展开更多
关键词 切换控制 弹道修正 滚转角控制 比例-积分-微分(PID) 双闭环
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基于FPGA的快速反射镜自适应模糊增量式PID控制 被引量:1
3
作者 杨星宇 吕勇 《激光技术》 北大核心 2025年第2期233-238,共6页
为了解决快速反射镜在传统比例-积分-微分(PID)控制下超调量大及稳定所需时间长的问题,引入自适应模糊算法优化控制器参数,提高控制性能。根据音圈电机快速反射镜的构成与工作原理,构建音圈电机快速反射镜的闭环控制模型,并针对模糊控... 为了解决快速反射镜在传统比例-积分-微分(PID)控制下超调量大及稳定所需时间长的问题,引入自适应模糊算法优化控制器参数,提高控制性能。根据音圈电机快速反射镜的构成与工作原理,构建音圈电机快速反射镜的闭环控制模型,并针对模糊控制器中的隶属度函数及论域进行优化;通过现场可编程门阵列实现自适应模糊增量PID控制器,并进行了仿真及实物测试。结果表明,自适应模糊增量式PID控制器能使整体闭环过程“零超调”、“零振荡”,同时相比于传统PID控制器,系统稳定所需的时间缩短了17.5%,系统带宽提高了16.7%。该方法可有效提高快反镜的控制效果,可应用于其它需要高精度控制的系统当中。 展开更多
关键词 光学器件 快速反射镜 模糊比例-积分-微分控制 现场可编程门阵列 音圈电机
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基于D分割的LCL型并网逆变器控制参数设计
4
作者 马遵 王丹阳 +2 位作者 孟贤 肖文勋 朱林 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第3期11-18,共8页
LCL型并网逆变器的控制参数会影响并网电流的质量,为解决传统控制参数设计方法无法结合多个性能指标进行参数整定的问题,本文针对LCL型并网逆变器进行建模和控制参数设计。采用D分割法进行控制器参数综合设计,结合裕度测试器,得到同时... LCL型并网逆变器的控制参数会影响并网电流的质量,为解决传统控制参数设计方法无法结合多个性能指标进行参数整定的问题,本文针对LCL型并网逆变器进行建模和控制参数设计。采用D分割法进行控制器参数综合设计,结合裕度测试器,得到同时满足幅值裕度、相位裕度、电流环带宽等多性能指标的控制器多目标参数稳定域。此外,本文使用D分割法分析在LCL滤波器参数存在偏差时参数稳定域的变化趋势,实现在滤波器参数扰动情况下的LCL型并网逆变器控制参数的精确设计。最后,通过仿真验证了所提综合设计方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 控制器参数设计 并网逆变器 比例积分控制器 D分割法 稳定性分析
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挖掘机单杆油缸液压执行器控制优化研究
5
作者 吴新平 赵千里 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第3期400-404,共5页
为了降低挖掘机单杆油缸液压执行器跟踪误差,提出了一种基于差分进化算法优化模糊径向基函数(RBF)神经网络比例-积分-微分(PID)控制系统,通过仿真验证液压执行器位移信号跟踪误差。创建单杆油缸液压回路平面简图,阐述了挖掘机液压执行... 为了降低挖掘机单杆油缸液压执行器跟踪误差,提出了一种基于差分进化算法优化模糊径向基函数(RBF)神经网络比例-积分-微分(PID)控制系统,通过仿真验证液压执行器位移信号跟踪误差。创建单杆油缸液压回路平面简图,阐述了挖掘机液压执行器的工作原理,定义液压执行器负载动力学方程式。构建模糊RBF神经网络PID控制模型,引入差分进化算法作为优化手段,可以快速搜索到RBF神经网络PID控制系统的最优参数,从而实现对挖掘机液压执行器的精确控制。利用Matlab软件对单杆油缸液压执行器位移信号进行误差仿真,分析优化前和优化后误差大小。结果显示,优化前单杆油缸液压执行器位移信号跟踪误差较大,优化后单杆油缸液压执行器位移信号跟踪误差较小。提出的差分进化算法优化模糊RBF神经网络PID控制系统,能够增强单杆油缸液压执行器抗负载扰动能力,从而降低单杆油缸液压执行器跟踪误差。 展开更多
关键词 差分进化算法 模糊RBF神经网络 比例-积分-微分(PID)控制 液压执行器 误差
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基于FUZZY算法的塑料热压机压力微分反馈控制
6
作者 马慧娟 任燕 《合成树脂及塑料》 北大核心 2025年第5期70-73,共4页
在压力波动或不稳定情况下,塑料热压机响应速度和稳定性受限,基于FUZZY算法,设计了一种塑料热压机压力微分反馈控制器。根据塑料热压机的工作原理,分析塑料热压机的压力变化,依据数据库和规则库的推理化及输出模糊控制结果的反模糊化过... 在压力波动或不稳定情况下,塑料热压机响应速度和稳定性受限,基于FUZZY算法,设计了一种塑料热压机压力微分反馈控制器。根据塑料热压机的工作原理,分析塑料热压机的压力变化,依据数据库和规则库的推理化及输出模糊控制结果的反模糊化过程,模糊处理高低压力,将模糊控制与比例-积分-微分控制相结合,形成微分反馈控制器,利用面积重心法求解模糊规则,根据实际压力与目标压力的偏差,进行塑料热压机压力自动调整。结果表明:微分反馈控制器的响应速度较快,仅需0.5 s即可启动热压机,且压力控制超调量仅为0.2 MPa,即使受到扰动影响也可以快速恢复正常工作,具有长期的控制效果,保证了塑料热压机工作稳定性。 展开更多
关键词 热压机 比例-积分-微分控制器 模糊控制 压力控制 面积重心法
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基于WOA优化FNN-PID的单晶硅加热炉炉温控制
7
作者 周佳凯 张洪 《半导体技术》 CAS 北大核心 2025年第1期86-94,共9页
针对单晶硅加热炉炉温控制的大惯性、强耦合、长调节时间等问题,提出了基于鲸鱼优化算法(WOA)的优化模糊神经网络(FNN)比例-积分-微分(PID)算法。通过测试实验装置的温度推算出模型表达式,采用WOA进行选代寻优,得到合适的PID参数,利用FN... 针对单晶硅加热炉炉温控制的大惯性、强耦合、长调节时间等问题,提出了基于鲸鱼优化算法(WOA)的优化模糊神经网络(FNN)比例-积分-微分(PID)算法。通过测试实验装置的温度推算出模型表达式,采用WOA进行选代寻优,得到合适的PID参数,利用FNN对PID参数进行实时调整,以实现动态解耦。通过仿真软件进行仿真验证,并在搭建的模型上分别进行阶跃响应实验和信号跟随实验。仿真结果表明,相较于传统的PID算法和FNN-PID算法,基于WOA的优化FNN-PID算法有效提升了系统的升温速度且无超调。对加热炉进行升温实验,结果表明温度超调量最高为0.9℃,恒温区温控精度保持在±0.3℃,表明该方法可有效提升系统升温速度和稳定性。 展开更多
关键词 多温区温度控制 鲸鱼优化算法(WOA) 模糊神经网络(FNN) 比例-积分-微分(PID) 单晶硅加热炉
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四机驱动定速比振动系统的多频控制同步研究
8
作者 贾磊 李东奎 罗冰 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第1期11-16,共6页
针对我国工业生产发展的迫切需求,具有一定速度比的双激振电机或多激振电机的振动机械也已开始在实际工程中得到应用。在振动系统中采用定速比方法对4台感应电机进行多频控制同步,建立了振动系统的机电耦合动力学模型。通过理论推导和... 针对我国工业生产发展的迫切需求,具有一定速度比的双激振电机或多激振电机的振动机械也已开始在实际工程中得到应用。在振动系统中采用定速比方法对4台感应电机进行多频控制同步,建立了振动系统的机电耦合动力学模型。通过理论推导和数值模拟,4台感应电机的多频自同步在振动系统中是无法实现的。为了达到多频自同步,提出了多频控制同步方法,并引入了模糊比例-积分-微分(PID)控制方法。控制系统中的稳定性得到了Lyapunov判据的验证,验证了理论推导和仿真的准确性。 展开更多
关键词 多频控制同步 定速比 模糊比例-积分-微分(PID)控制方法
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模型信息联合校正型自抗扰控制策略 被引量:5
9
作者 马幼捷 袁业沧 +3 位作者 周雪松 徐晓宁 丰美丽 问虎龙 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期389-398,共10页
为解决微电网受到不确定扰动时,会对直-直变换器输出的电能质量产生严重影响的问题,该文提出一种模型信息联合校正型自抗扰控制技术(ADRC-MIR)。在该控制策略中,首先借助串联超前校正的思想,以比例微分校正环节对线性扩张状态观测器的... 为解决微电网受到不确定扰动时,会对直-直变换器输出的电能质量产生严重影响的问题,该文提出一种模型信息联合校正型自抗扰控制技术(ADRC-MIR)。在该控制策略中,首先借助串联超前校正的思想,以比例微分校正环节对线性扩张状态观测器的扰动观测传递函数进行修正,使其可实现对总和扰动更精确的跟踪;然后,根据状态空间平均法从被控系统中提取部分模型信息,将其写入修正后的线性扩张状态观测器的系数矩阵并最终构建出ADRC-MIR;随后基于理论推导,给出改进控制器的参数整定公式及其物理意义,并从噪声抑制、扰动抑制及其频域特性等方面指出改进后的控制器可提升控制品质的原因。最后通过对比不同工况下的数值仿真验证所提控制策略的可行性与正确性。 展开更多
关键词 微电网 自抗扰控制 频域分析 比例微分校正 状态空间平均法 模型信息
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基于改进麻雀优化PID的波浪补偿控制方法 被引量:4
10
作者 张琴 蔡慧茹 +2 位作者 兰明东 浦克 胡雄 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期22-34,共13页
随着海上风电“十四五”规划的不断推动,在深远海域对兆瓦级大功率海上风机的需求量随之增加,其规模也在不断扩大。但是,在吊运、安装等海上工作过程中,复杂海浪对船舶产生的持续影响导致风机安装的精度和效率大幅下降,甚至会对人员安... 随着海上风电“十四五”规划的不断推动,在深远海域对兆瓦级大功率海上风机的需求量随之增加,其规模也在不断扩大。但是,在吊运、安装等海上工作过程中,复杂海浪对船舶产生的持续影响导致风机安装的精度和效率大幅下降,甚至会对人员安全以及财产造成重大损失。在深远海域复杂海况下对工程船舶进行有效的波浪补偿,可提供稳定的作业环境以保证精准高效地完成各项工作,因此,本文提出了一种基于改进麻雀优化PID的波浪补偿控制方法并将其应用于Stewart补偿平台。首先,建立波浪补偿平台动力学以及运动学反解模型,并设计正解模型迭代求解算法。随后,使用PID进行波浪补偿控制,并通过麻雀搜索算法优化参数。接着,采用Circle混沌映射对其进行初始化分布,以解决初始化不均匀的问题;并采用动态自适应加权、柯西突变以及反向学习以提升算法全局寻优能力。最后,生成4~6级海况下的某工程船运动数据作为系统输入,利用MATLAB和Simulink软件平台搭建模型进行补偿控制验证,并在Stewart硬件平台上做补偿试验。结果表明,改进麻雀搜索算法具有较快的收敛速度、较高的精度和更好的寻优能力,优化后的PID控制方法更适合用于复杂海况下波浪补偿平台的控制优化,可为大功率海上风机安装的补偿平台控制系统设计提供参考。 展开更多
关键词 波浪补偿平台 3自由度补偿 比例积分微分控制器 改进麻雀搜索算法
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数控压机伺服控制系统复合控制器I-ABC与PID优化 被引量:3
11
作者 陈杰 泮进明 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第1期200-203,共4页
为了提高数控压机伺服控制系统的控制精度,针对伺服控制系统运行控制过程构建数学模型,在人工蜂群算法基础上融入了云分析模型,之后采用改进人工蜂群算法(Improved Artificial Bee Colony,I-ABC)调节比例-积分-微分(Proportional Integr... 为了提高数控压机伺服控制系统的控制精度,针对伺服控制系统运行控制过程构建数学模型,在人工蜂群算法基础上融入了云分析模型,之后采用改进人工蜂群算法(Improved Artificial Bee Colony,I-ABC)调节比例-积分-微分(Proportional Integral Differential,PID)参数,建立了一种复合控制方法。研究结果表明:以I-ABC进行PID控制时,可以使幅度差降低到0.4%,相位差基本在-0.54°之内,系统加载精度也获得了明显提升,表现出了更优的跟踪性能。以I-ABC进行PID控制时,能够对多余力起到明显抑制作用,响应速度也获得明显提升,可以有效满足系统的准确控制要求。在系统内加入干扰信号,引入I-ABC实施PID调节可以减小系统超调量,还可以获得更短调节时间,使系统获得更强抗干扰性能。 展开更多
关键词 数控压机 伺服控制系统 改进人工蜂群算法 比例-积分-微分 复合控制器 抗干扰
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磁力馈能主动悬架稳定性分析 被引量:2
12
作者 陈丽 许丽 +1 位作者 周冉 孙凤 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期298-304,共7页
为了提高车辆行驶平顺性和安全性,提出了一种新型磁力馈能主动悬架,并研究其稳定性。采用BP神经网络PID控制算法(BP-PID)搭建磁力馈能主动悬架控制系统,利用MATLAB/Simulink进行理论仿真。建立B级和C级随机路面,仿真分析不同速度、不同... 为了提高车辆行驶平顺性和安全性,提出了一种新型磁力馈能主动悬架,并研究其稳定性。采用BP神经网络PID控制算法(BP-PID)搭建磁力馈能主动悬架控制系统,利用MATLAB/Simulink进行理论仿真。建立B级和C级随机路面,仿真分析不同速度、不同等级下,磁力馈能主动悬架的稳定性。结果表明,相比于被动悬架效果和PID控制的磁力馈能主动悬架效果,采用BP-PID控制可明显提高悬架稳定性。B级随机路面60 km/h时车身垂直加速度改善了45.90%,证明了BP-PID控制的合理性,可有效提升悬架稳定性。 展开更多
关键词 磁力馈能主动悬架 比例积分微分控制 反向传播神经网络 被动悬架 车身垂直加速度 悬架动行程 轮胎动位移
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车载PEMFC空气供给系统OER控制研究
13
作者 王宇宁 张纯瑞 宋福豪 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第12期1608-1616,共9页
过氧比(oxygen excess ratio,OER)是质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)输出性能及安全性的重要影响参数,控制OER达到最优值可有效提高系统输出的净功率。针对PEMFC空气供给系统OER控制问题,文章利用MATLAB/... 过氧比(oxygen excess ratio,OER)是质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)输出性能及安全性的重要影响参数,控制OER达到最优值可有效提高系统输出的净功率。针对PEMFC空气供给系统OER控制问题,文章利用MATLAB/Simulink平台建立PEMFC空气供给系统四阶模型,并进行系统动力学特性分析,验证模型有效性;设计3种控制器对OER进行控制,包括前馈比例-积分-微分(feedforward proportion integration differentiation,FF+PID)控制器、前馈自适应模糊PID(feedforward self-adaptive fuzzy PID,FF+SFPID)控制器及滑模控制器(sliding mode controller,SMC)。在输入扰动的情况下,对比分析了定OER及最优OER下不同控制器的控制效果。仿真结果表明,SMC对于OER的控制具有更短的调节时间且未出现超调现象,抗干扰能力更强,在动态特性和稳态特性上均优于其他2种控制器。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 过氧比(OER) 前馈PID 前馈自适应模糊PID 滑模控制
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闭链级混联式液压机械臂运动控制方法 被引量:3
14
作者 何嘉懿 张道德 王君明 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第9期1540-1553,共14页
针对含有多个闭链结构的液压机械臂非线性强、控制精度低等特点,采用了虚拟分解控制方法消除了系统非线性引入的误差,以提高其控制精度。首先,根据驱动方式不同将整个机械臂分解为四类结构,针对每一类结构再将其虚拟分割成每一子系统,... 针对含有多个闭链结构的液压机械臂非线性强、控制精度低等特点,采用了虚拟分解控制方法消除了系统非线性引入的误差,以提高其控制精度。首先,根据驱动方式不同将整个机械臂分解为四类结构,针对每一类结构再将其虚拟分割成每一子系统,对每个子系统分别建立了刚体动力学模型、液压执行器流体动力学模型;然后,基于刚体动力学模型和流体动力学模型分别设计了刚性连杆控制律和液压执行器控制律,其前馈控制量和误差反馈量是高精度控制的基础;最后,使用Simulink的Simscape模块建立了该机械臂的多物理域混合模型,进行了轨迹跟踪效果验证,同时引入了控制性能指标,在不同机械臂的液压执行器空间进行了计算。研究结果表明:相比于比例-积分-微分控制器,基于虚拟分解控制理论搭建的控制器控制精度提升较大,单关节平均绝对误差最大降低了88.9%,且控制效果与其他较先进液压控制器的性能指标相近。针对含复杂闭链结构的混联式液压机械臂,采用虚拟分解控制理论能有效提升控制精度。 展开更多
关键词 凿岩机器人 混联式机械臂 虚拟分解控制 动力学模型 控制方法 比例-积分-微分控制器
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集成式电子液压线控制动系统建模与仿真 被引量:3
15
作者 唐查强 陈奇 +2 位作者 侯庆伟 江昊 宋晖 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期472-478,共7页
为了解决线控制动系统模型复杂、仿真困难等问题,文章针对一款常见的集成式电子液压线控制动(integrated electronic hydraulic brake,I-EHB)系统,推导其数学模型并进行仿真分析;在MATLAB/Simulink中搭建线控制动系统的仿真模型,设计比... 为了解决线控制动系统模型复杂、仿真困难等问题,文章针对一款常见的集成式电子液压线控制动(integrated electronic hydraulic brake,I-EHB)系统,推导其数学模型并进行仿真分析;在MATLAB/Simulink中搭建线控制动系统的仿真模型,设计比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)制动控制器,实现对集成式电子液压线控制动系统的压力控制。仿真结果表明:该线控制动系统在PID控制器作用下实际输出压力值能够较好地跟随理想压力值,可以提供较好的制动效果。该文的研究对于线控底盘的开发具有积极推动作用。 展开更多
关键词 集成式电子液压线控制动(I-EHB)系统 压力控制 SIMULINK模型 建模仿真 比例积分微分(PID)控制
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基于改进MPC与RBF-PID的智能车轨迹跟踪控制 被引量:1
16
作者 李臣旭 江浩斌 洪阳珂 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1290-1301,共12页
为提升智能汽车轨迹跟踪控制的稳定性和精度,提出一种基于时域参数自适应MPC与RBF-PID的轨迹跟踪控制方法.首先搭建车辆横纵向动力学模型;其次分析控制时域与预测时域对跟踪精度的影响,设计时域参数自适应MPC横向控制器并进行仿真验证;... 为提升智能汽车轨迹跟踪控制的稳定性和精度,提出一种基于时域参数自适应MPC与RBF-PID的轨迹跟踪控制方法.首先搭建车辆横纵向动力学模型;其次分析控制时域与预测时域对跟踪精度的影响,设计时域参数自适应MPC横向控制器并进行仿真验证;然后基于径向基函数(RBF)神经网络整定PID控制参数,设计分层式纵向控制器,并设计折线速度曲线与PID算法进行对比;最后以车速为耦合点构建智能汽车横纵向综合控制系统,并在蛇形工况下对横纵向综合控制系统进行仿真实验.结果表明,所设计的横向控制器能保证低速时的跟踪精度和高速时的车辆稳定性,纵向控制器可有效提高速度跟踪精度,横纵向综合控制系统能实现车辆在变车速工况下对轨迹的精准跟踪,同时保证良好的行驶稳定性与舒适性. 展开更多
关键词 时域参数自适应 MPC RBF-PID 横纵向综合控制 轨迹跟踪
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基于硬件在环的双挂汽车列车高速横向稳定性控制研究 被引量:3
17
作者 曹艺凡 邓召文 +2 位作者 高伟 孔昕昕 王保华 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期79-88,共10页
针对双挂汽车列车在高速超车工况的横向失稳、挂车折叠和甩尾等危险情况,提出了一种基于模糊比例、积分、微分(Proportion、Integral、Differential,PID)控制的直接横摆力矩差动制动控制策略,分别以双挂汽车列车TruckSim非线性模型与四... 针对双挂汽车列车在高速超车工况的横向失稳、挂车折叠和甩尾等危险情况,提出了一种基于模糊比例、积分、微分(Proportion、Integral、Differential,PID)控制的直接横摆力矩差动制动控制策略,分别以双挂汽车列车TruckSim非线性模型与四自由度线性模型的质心侧偏角、横摆角速度的偏差及其偏差变化率为目标,设计了2种差动制动的横向稳定性控制策略,分别为仅牵引车控制的单控模式和牵引车加挂车都控制的多控模式,通过MATLAB/Simulink软件和TruckSim软件联合仿真以及硬件在环(Hardware-in-the-Loop,HIL)平台对控制策略的有效性进行仿真验证。结果表明:在高速超车工况下,相较于无控制车辆和单控模式车辆,多控模式车辆的横向稳定性控制系统更能降低车辆的质心侧偏角、横摆角速度、铰接角和车辆后部放大(Rearward Amplification,RWA)系数,在改善双挂汽车列车横向稳定性方面优势明显。 展开更多
关键词 双挂汽车列车 直接横摆力矩控制 差动制动 模糊比例、积分、微分控制 硬件在环验证
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直线电机式主动悬架结构优化与控制仿真研究 被引量:2
18
作者 韦伟 李保佐 于松建 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期305-317,共13页
为了弥补汽车被动悬架没有主动控制力的缺陷,设计了一种基于传统被动悬架结构的直线电机式主动悬架。在被动悬架中加入直线电机,可以增加主动悬架的阻尼力,降低汽车的振动。首先,对直线电机的结构进行设计;其次,运用ANSYS/Maxwell磁场... 为了弥补汽车被动悬架没有主动控制力的缺陷,设计了一种基于传统被动悬架结构的直线电机式主动悬架。在被动悬架中加入直线电机,可以增加主动悬架的阻尼力,降低汽车的振动。首先,对直线电机的结构进行设计;其次,运用ANSYS/Maxwell磁场分析软件和控制变量法,优化直线电机各部分结构尺寸参数,结果表明,直线电机电磁推力的波动降低了83%,同时稳态推力提升了10%;最后,在MATLAB/Simulink软件中搭建直线电机式主动悬架的仿真模型,使用模糊比例-积分-微分(proportion integral differential,PID)对直线电机式主动悬架系统进行控制,分别在时域和频域进行分析,结果表明,相较于被动悬架,直线电机式主动悬架的车身加速度、悬架动挠度、轮胎动荷载都得到了有效抑制,车身加速度功率谱密度也有了大幅度的降低,有效地提高了车辆平顺性和操纵稳定性。 展开更多
关键词 主动悬架 直线电机 结构优化 矢量控制 模糊比例-积分-微分(PID)
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离轴拖挂轮式移动机器人跟踪控制研究 被引量:1
19
作者 苗盛阳 周宇生 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第2期236-245,共10页
针对离轴拖挂轮式移动机器人挂车的轨迹跟踪控制问题,基于拖车和挂车运动轨迹的相对曲率关系提出了一种动态跟踪方法。建立离轴拖挂轮式移动机器人的运动学模型和动力学模型。通过拖车和挂车位置几何关系给出了两车的速度关系,进而得到... 针对离轴拖挂轮式移动机器人挂车的轨迹跟踪控制问题,基于拖车和挂车运动轨迹的相对曲率关系提出了一种动态跟踪方法。建立离轴拖挂轮式移动机器人的运动学模型和动力学模型。通过拖车和挂车位置几何关系给出了两车的速度关系,进而得到两车运动轨迹相对曲率之间的关系。基于曲率关系将挂车的运动任务转化为拖车的运动任务,并结合动态跟踪方法设计比例积分反馈控制器完成拖车的运动任务。最后通过模拟仿真实现了挂车精确的轨迹跟踪控制,仿真结果表明在所提控制器的作用下,挂车在拖车的拉拽下可精确地跟踪目标轨迹曲线。由于所使用的动态跟踪方法引入了目标轨迹曲线的相对曲率,极大地提高了跟踪的精确性。 展开更多
关键词 离轴拖挂轮式移动机器人 动态跟踪方法 相对曲率 比例积分反馈控制
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大型矿用电铲永磁外转子提升系统动力学特性研究 被引量:1
20
作者 王余良 吴娟 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第10期1824-1832,共9页
针对传统电铲提升系统存在传动效率低、能量损耗高、维护工作量大等问题,基于永磁外转子滚筒直接驱动提升装置,提出了一种电铲提升设计方案,并对永磁外转子提升系统的动力学特性进行了研究。首先,分析了电铲挖掘轨迹,建立了以时间为历... 针对传统电铲提升系统存在传动效率低、能量损耗高、维护工作量大等问题,基于永磁外转子滚筒直接驱动提升装置,提出了一种电铲提升设计方案,并对永磁外转子提升系统的动力学特性进行了研究。首先,分析了电铲挖掘轨迹,建立了以时间为历程的挖掘轨迹函数表达式,确定了齿尖载荷、挖掘体积的计算方法,从而对挖掘过程中铲斗的受力进行了分析;然后,利用SolidWorks建立了电铲三维模型,将其导入SimulationX的CAD模块,建立了电铲多体动力学模型,并加载了外部载荷曲线以模拟铲斗挖掘过程中的受力情况;之后,将电铲多体动力学模型封装成MATLAB子系统,连接到Simulink的永磁外转子滚筒控制模块,采用了比例积分(PI)调节器和永磁同步电机(PMSM)矢量控制方法提高了滚筒的动态性能和抗扰动能力;最后,利用Simulink中的联合仿真模型对电铲挖掘过程进行了仿真分析,得到了提升力、推压力和电机功率等变化曲线。研究结果表明:与传统提升系统相比,永磁外转子滚筒提升系统节能降耗约27%,而电铲挖掘过程整体节能约18%,并在1∶30模拟样机试验台对提升推压力进行了对比验证。永磁外转子滚筒提升方案大大降低了挖掘能耗,为电铲绿色装备转型提供了参考。 展开更多
关键词 矿用电铲提升设计 动力学建模 永磁提升系统 联合仿真 SimulationX 比例积分调节器 永磁同步电机矢量控制方法
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