耦合磁滞的电-机械转换器多场建模及参数优化 被引量：2

1

作者 陈淑梅 柯旭锟 +3 位作者 吴荣钰 黄惠 杜恒 李雨铮 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期4271-4281,共11页

为准确描述微小型电-机械转换器的频响受磁路敏感参数的影响规律,提出融合磁滞的电-机械转换器电-磁-固耦合多场的仿真模型,模拟转换器毫秒级的动态响应。首先,根据转换器的结构原理及各物理量的作用关系,在COMSOL平台中建立转换器电-磁... 为准确描述微小型电-机械转换器的频响受磁路敏感参数的影响规律,提出融合磁滞的电-机械转换器电-磁-固耦合多场的仿真模型,模拟转换器毫秒级的动态响应。首先,根据转换器的结构原理及各物理量的作用关系,在COMSOL平台中建立转换器电-磁-固耦合动态仿真模型,并引入J-A模型描述高频激励下的动态磁滞特性;然后,搭建电-机械转换器高频电磁力测试台以验证仿真模型准确性;最后,基于所建模型对转换器的影响频响的关键参数进行分析,得出激励电压、线圈匝数、衔铁长度和弹簧刚度的优化方法。研究结果表明:本文提出的融合磁滞的电-机械转换器电-磁-固多场耦合仿真模型的最大电磁力仿真结果与实验结果的相对误差仅为0.65%;电-机械转化器的激励电压应控制在12~15 V之间,衔铁长度取值范围为8.0~10.8 mm,线圈匝数可选220匝,弹簧刚度范围应为8~14 N/mm。 展开更多

关键词 微小型电-机械转换器 多物理场耦合 J-A磁滞模型 参数分析

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2D伺服阀步进电机式电-机械转换器控制研究 被引量：7

2

作者 黄铁隆 李胜 +1 位作者 阮健 陈滋凯 《高技术通讯》 EI CAS 北大核心 2020年第12期1300-1308,共9页

为了解决2D伺服阀步进电机式电-机械转换器传统工作方式所存在的分辨率与响应速度之间的矛盾,同时,保证其在系统内部参数变化及外部扰动作用下也能具有良好的控制效果,本文提出了基于自抗扰控制(ADRC)的位置和电流双闭环同步跟踪控制算... 为了解决2D伺服阀步进电机式电-机械转换器传统工作方式所存在的分辨率与响应速度之间的矛盾,同时,保证其在系统内部参数变化及外部扰动作用下也能具有良好的控制效果,本文提出了基于自抗扰控制(ADRC)的位置和电流双闭环同步跟踪控制算法。首先,阐述了步进电机式电-机械转换器的同步控制原理,建立了数学模型,设计了自抗扰控制器;其次,根据位置、电流双闭环同步跟踪控制算法,利用Matlab/Simulink对电-机械转换器进行了仿真分析,仿真结果表明,该电-机械转换器具有良好的动静态特性,同时在不同电感、摩擦力等内部参数变化以及外部脉冲干扰作用下也具有良好的控制能力,与传统PID控制相比具有较好的控制效果;最后,为了验证分析的正确性和控制算法的有效性,设计了该电-机械转换器的嵌入式控制系统,搭建了步进电机式电-机械转换器及2D伺服阀特性测试平台,电-机械转换器所测得的对应-3 dB、-90°的频宽为250 Hz,上升时间约为5 ms,实验结果和理论分析较吻合;采用该电-机械转换器的2D伺服阀所测得的对应-3 dB、-90°的频宽约为135 Hz,阶跃响应的上升时间约为8 ms,实验验证了在系统工作压力变化时,系统也具有良好的控制效果。理论分析和实验表明,该电-机械转换器在基于自抗扰控制的位置和电流双闭环同步跟踪控制算法下具有良好的动静态特性,同时具有良好的鲁棒性、抗干扰性。 展开更多

关键词 电-机械转换器 自抗扰控制(ADRC) 双闭环控制 2D伺服阀

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基于细菌觅食算法的多线圈电-机械转换器双模控制技术研究 被引量：1

3

作者 徐征 张弓 +3 位作者 王卫军 侯至丞 顾星 梁济民 《集成技术》 2016年第6期71-78,共8页

针对提升电-机械转换器快速响应特性的技术需求,提出了新型三线圈结构电-机械转换器。通过建立的电-机械转换器数学模型,提出采用细菌觅食算法来寻找时间最优解,并基于此方法设计了砰-砰与比例-积分双模控制器。分析与仿真结果表明,相... 针对提升电-机械转换器快速响应特性的技术需求,提出了新型三线圈结构电-机械转换器。通过建立的电-机械转换器数学模型,提出采用细菌觅食算法来寻找时间最优解,并基于此方法设计了砰-砰与比例-积分双模控制器。分析与仿真结果表明,相对于传统单线圈电-机械转换器,采用双模控制器的三线圈电-机械转换器,其响应时间从8.5 ms缩短至2.5 ms,震荡和超调不超过5%,可知该技术能够实现响应特性,前景良好。 展开更多

关键词 电-机械转换器 多线圈 细菌觅食算法 时间最优控制 砰-砰控制

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基于线圈分割技术的电-机械转换器特性研究 被引量：1

4

作者 罗良维 张弓 +2 位作者 梁济民 彭忠凯 陈贤帅 《集成技术》 2015年第6期85-91,共7页

基于线圈组合变换后的电感与电阻对时间常数与电流的影响,文章对载流线圈组采用新型线圈分割及组合变换方法,进而对电-机械转换器的线圈组的电压加载响应时间、输出电磁力及加速度进行研究。结果表明,相对于单线圈组串联,多个线圈组并联... 基于线圈组合变换后的电感与电阻对时间常数与电流的影响,文章对载流线圈组采用新型线圈分割及组合变换方法,进而对电-机械转换器的线圈组的电压加载响应时间、输出电磁力及加速度进行研究。结果表明,相对于单线圈组串联,多个线圈组并联后,电-机械转换器的的频率约为500 Hz,线圈长度和电流都得到提高,电磁力的峰值达到276.4 N,增大到原来的16倍多,加速度达到27.64 g。由此可知,该技术能够实现高响应特性和大推力控制效果。 展开更多

关键词 电-机械转换器 线圈分割 特性

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2D伺服阀电-机械转换器参数实时优化的自抗扰同步跟踪控制 被引量：1

5

作者 陈滋凯 李胜 +2 位作者 阮健 张天聪 陈鹏志 《高技术通讯》 CAS 2021年第12期1320-1330,共11页

步进电机作为2D伺服阀电-机械转换器,在传统工作方式下存在分辨率和响应速度之间的矛盾且容易受扰动影响,新型控制器参数人工整定费时费力且难以取得满意的控制效果。为了解决这些问题,本文提出了参数实时优化的自抗扰同步跟踪控制算法(... 步进电机作为2D伺服阀电-机械转换器,在传统工作方式下存在分辨率和响应速度之间的矛盾且容易受扰动影响,新型控制器参数人工整定费时费力且难以取得满意的控制效果。为了解决这些问题,本文提出了参数实时优化的自抗扰同步跟踪控制算法(AAP),其基于自适应遗传算法(AGA)的自动调节机制,能根据电-机械转换器被控过程的输出特性,在线校正和整定控制器参数;自抗扰位置控制器能有效抑制来自电-机械转换器内部电感、摩擦力,外部负载以及2D伺服阀工作的系统压力突变带来的各种干扰;同步跟踪控制实现了电-机械转换器转子在任意位置快速、精确的定位,成功解决分辨率和响应速度之间的矛盾。本文首先阐述电-机械转换器同步跟踪控制原理并建立了数学模型,然后介绍了AAP、自抗扰位置控制器设计及参数优化思路,最后为了检验方法的有效性并测试控制效果,用Matlab/Simulink对比例积分微分(PID)和AAP控制下的电-机械转换器仿真并对比分析,搭建了电-机械转换器和2D伺服阀测试平台。实验测得AAP控制的电-机械转换器上升时间为4.4 ms,对应-3 dB、-90°处的频宽约为240 Hz,控制的2D伺服阀上升时间为6.9 ms,对应-3 dB、-90°处的频宽约为105 Hz,相较于传统PID算法控制,具有更好的动态性能、频率特性及鲁棒性。 展开更多

关键词 电-机械转换器 自适应遗传算法(AGA) 参数实时优化 自抗扰控制(AD-RC) 2D伺服阀

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电液伺服阀常用电-机械转换器性能对比与分析研究 被引量：1

6

作者 普超 王镐江 蒋文 《机电设备》 2015年第S1期71-75,共5页

针对电液伺服阀常用九种电-机械转换器的结构特点进行了对比与分析,并且对每种电-机械转换器的优缺点进行了分析研究,并且对当前常用的力马达和力矩马达进行了归纳总结。

关键词 电-机械转换器 力马达 力矩马达 半桥磁路 全桥磁路 弹簧管 扭簧 龙门架

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电子雕刻系统用高频电—机械转换器的研制 被引量：3

7

作者 方平 丁凡 +1 位作者 李其朋 李勇 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期6-10,共5页

电子雕刻系统是转移印花制版的关键设备,在分析电子雕刻系统的执行元件高频电—机械转换器结构的基础上,通过数学模型进行了动态性能仿真和磁场分析,讨论了主要结构参数对性能的影响;采用反射光测量方法研究了其静态滞回特性和幅频响应... 电子雕刻系统是转移印花制版的关键设备,在分析电子雕刻系统的执行元件高频电—机械转换器结构的基础上,通过数学模型进行了动态性能仿真和磁场分析,讨论了主要结构参数对性能的影响;采用反射光测量方法研究了其静态滞回特性和幅频响应特性,并在电子雕刻系统上进行了实际应用测试。结果表明,该摆动式电—机械转换器最大输出角位移约为±0.006 4 rad(刻针针尖位移±65μm),滞环小于5.5%,幅频宽可达3 100 Hz,是一种结构简单、动作可靠、频响高、线性好的高频电—机械转换器,能够满足电子雕刻系统对电—机械转换器性能的需求。 展开更多

关键词 转移印花 电子雕刻 电-机械转换器 磁路分析 仿真

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新型8通道24位模数转换器ADS1216及其应用 被引量：2

8

作者 李彩 柯天存 +1 位作者 卢桂新 曹文熙 《国外电子元器件》 2004年第4期73-76,共4页

介绍了8通道24位Δ -∑型模拟/数字转换器ADS1216的特点、结构及原理 ,并以ADS1216用于海洋光学浮标光学幅照度仪为例 ,给出了它和C8051F020之间的接口电路和程序流程图 ,最后给出了ADS1216的一些使用要点及设计经验。

关键词 8通道24位模数转换器 ADS1216 △-∑型 光学浮标 结构原理 接口电路 寄存器功能

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伺服阀用超磁致伸缩转换器驱动磁场的数值计算 被引量：6

9

作者 王传礼 丁凡 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1082-1086,共5页

介绍了利用国产超磁致伸缩材料(GMM)的电-机械转换器(GMA)工作原理,分析了GMA的驱动形式和磁路构成。在建立超磁致伸缩转换器的轴对称磁场数学模型的基础上,利用有限元方法对磁场进行数值计算,得到了不同输入电流时磁场分布和磁感应强... 介绍了利用国产超磁致伸缩材料(GMM)的电-机械转换器(GMA)工作原理,分析了GMA的驱动形式和磁路构成。在建立超磁致伸缩转换器的轴对称磁场数学模型的基础上,利用有限元方法对磁场进行数值计算,得到了不同输入电流时磁场分布和磁感应强度沿轴线的变化规律。实测了GMA不同输入电流时的磁感应强度,与有限元计算结果对比分析可以看出,两者虽有差异但基本相同,还论证了数学模型的正确性。研究结果对GMA磁场分布规律的预测及结构优化设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 流体传动与控制 超磁致伸缩 电-机械转换器 有限元 磁场

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基于GMM的气动伺服阀和蠕动机械的实验研究 被引量：2

10

作者 丁凡 王传礼 +1 位作者 许贤良 张凯军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期440-443,共4页

阐述了利用国产超磁致伸缩材料 (GMM )研制的新型气动伺服阀和蠕动机械的结构及工作原理 ,并对它们进行了实验研究 ,实验结果表明 :GMM气动伺服阀具有较宽的压力控制特性、良好的线性度和较快的响应速度 ;GMM蠕动机械结构简单 。

关键词 超磁致仲缩 气动伺服阀 蠕动机械 电-机械转换器 GMM

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基于超磁致伸缩材料高频微小泵的建模 被引量：1

11

作者 王传礼 方紫剑 《煤矿机械》 北大核心 2008年第12期62-64,共3页

介绍了利用国产超磁致伸缩材料研制的高频微小泵的结构组成和工作原理,建立了数学模型并对其基本性能参数进行了分析。结果表明,基于超磁致伸缩材料的高频微小泵,具有较快的响应速度,伸缩位移大,控制精度高等特点。

关键词 超磁致伸缩材料 电-机械转换器 高频微小泵 建模

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电气比例/伺服减压阀的结构及调压方式分析

12

作者 俞冠珉 《中国高新科技》 2023年第3期75-77,共3页

仿真分析工作以高压气动减压阀的数学模型为基础,在仿真主阀口流道时,使用软件完成了相关的工作任务,并全面剖析了其流场的特点。综合分析阀的结构设计理念后,得出以下结论:主阀口流场以均匀的形式分布,在短时间之内即能达到稳定的状态... 仿真分析工作以高压气动减压阀的数学模型为基础,在仿真主阀口流道时,使用软件完成了相关的工作任务,并全面剖析了其流场的特点。综合分析阀的结构设计理念后,得出以下结论:主阀口流场以均匀的形式分布,在短时间之内即能达到稳定的状态,壁面直角位置处的涡流非常小,能量损害也比较低,高压气动减压阀在不给响应速度造成任何影响的情况下,其稳定性能够保持良好的状态。通过对主阀的复位弹簧、先导阀和阀芯质量进行不断提升,能够使减压阀的稳定性得到最大限度的保证。 展开更多

关键词 气动技术 减压阀 控制精度 调压方式 响应速度 电-机械转换器

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一种调速器综合实训平台设计

13

作者 尹广斌 刘多斌 +2 位作者 王洪彬 尹胜军 曾祥广 《水电与新能源》 2021年第3期67-71,共5页

研究设计的调速器综合实训平台,集成了低油压调速器、高油压调速器和抽水蓄能调速器的机械液压系统和控制功能。三种类型调速器能够根据培训需求进行安全、可靠的人工切换,结合水轮机仿真系统输出的频率、功率等信号模拟真实机组调速系... 研究设计的调速器综合实训平台,集成了低油压调速器、高油压调速器和抽水蓄能调速器的机械液压系统和控制功能。三种类型调速器能够根据培训需求进行安全、可靠的人工切换,结合水轮机仿真系统输出的频率、功率等信号模拟真实机组调速系统的各种运行工况,满足水电站技术人员了解和学习多种控制及工况的水轮机调速器的实训需求,达到了对员工进行培训和考核的目的。 展开更多

关键词 水轮机调速器 综合实训平台 电-机转换器 电-液转换器 机械液压系统

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