光电经纬仪的机电动力学建模与耦合 被引量：20

1

作者 李慧 沈湘衡 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1577-1582,共6页

以光电经纬仪伺服跟踪系统为研究对象,基于动量矩定理和欧拉动力学方程,推导出了系统中跟踪架非线性的双轴耦合动力学模型,对跟踪架各轴间的转动惯量耦合、速度耦合及动力学耦合作用规律进行了研究,从理论上给出了它们之间的解析关系式... 以光电经纬仪伺服跟踪系统为研究对象,基于动量矩定理和欧拉动力学方程,推导出了系统中跟踪架非线性的双轴耦合动力学模型,对跟踪架各轴间的转动惯量耦合、速度耦合及动力学耦合作用规律进行了研究,从理论上给出了它们之间的解析关系式。根据系统中执行元件力矩电机的方程,最终建立了描述跟踪伺服系统中被控对象动态特性的机电动力学模型,分别采用比较测试方法与计算机仿真方法验证了理论模型的正确性,为后续研究、设计高精度的跟踪控制器和控制参数的选取及优化提供了理论参考和模型基础。 展开更多

关键词 光电经纬仪 机电动力学 耦合 建模

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变截面辊弯成型装备的机电动力学分析及其系统控制仿真 被引量：7

2

作者 闫军 李强 武建新 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第4期79-81,84,共4页

机电动力学模型综合考虑了成型装备系统的机械部分与电磁部分,并把二者有机地结合起来。运用拉格朗日-麦克斯韦方程,用能量的方法建立机电系统耦合的数学模型,研究机电耦合的相互作用规律,可行而有效地解决了机电耦合系统动力学问题。... 机电动力学模型综合考虑了成型装备系统的机械部分与电磁部分,并把二者有机地结合起来。运用拉格朗日-麦克斯韦方程,用能量的方法建立机电系统耦合的数学模型,研究机电耦合的相互作用规律,可行而有效地解决了机电耦合系统动力学问题。多自由度的机电动力学系统往往是多输入、多输出、非线性、强耦合、不确定的系统,应用拉格朗日-麦克斯韦方程,可以方便地建立该系统的微分方程组,从而通过控制伺服电机运动参数的方法,达到精确控制整个系统的目的。 展开更多

关键词 机电动力学 机电耦合系统 伺服电机 控制系统 拉格朗日-麦克斯韦方程

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电力机车机电动力学模型的构建与分析 被引量：6

3

作者 闫军 姚代祯 周志霞 《高技术通讯》 EI CAS 北大核心 2019年第6期602-606,共5页

阐述了电力机车的结构及其机电动力学。应用拉格朗日-麦克斯韦方程,建立了电力机车的机电动力学模型及相应的微分方程组。通过Park变换把三相定子绕组下的方程组转变为d-q轴两相绕组方程组;利用Matlab求解该方程组得到相关变量随时间变... 阐述了电力机车的结构及其机电动力学。应用拉格朗日-麦克斯韦方程,建立了电力机车的机电动力学模型及相应的微分方程组。通过Park变换把三相定子绕组下的方程组转变为d-q轴两相绕组方程组;利用Matlab求解该方程组得到相关变量随时间变化的曲线。应用机电动力学综合考虑了系统的机械部分与电磁部分,把二者有机地结合起来。研究了机电耦合的相互作用规律,从而有效地解决了电力机车的机电耦联系统动力学问题。 展开更多

关键词 机电动力学 拉格朗日 麦克斯韦方程 MATLAB 机电耦合

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石英挠性加速度计测量误差的机电动力学分析 被引量：1

4

作者 贾建援 仇原鹰 +1 位作者 甄明 文贵印 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期318-321,共4页

石英挠性加速度计测量误差的机电动力学分析＊贾建援仇原鹰甄明文贵印（西安电子科技大学电子机械学校西安７１００７１）（中国工程物理研究院５所）０引言目前，国内外批量生产的石英挠性加速度计的测量精度已达到或超过１μｇ，但由... 石英挠性加速度计测量误差的机电动力学分析＊贾建援仇原鹰甄明文贵印（西安电子科技大学电子机械学校西安７１００７１）（中国工程物理研究院５所）０引言目前，国内外批量生产的石英挠性加速度计的测量精度已达到或超过１μｇ，但由于产品在制造或装配中的误差，使得成... 展开更多

关键词 石英 加速度计 挠性 测量误差 机电动力学分析

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旋转电机驱动的辊弯成形系统的机电动力学模型的优化 被引量：1

5

作者 闫军 李炳震 周志霞 《高技术通讯》 EI CAS 北大核心 2019年第12期1269-1273,共5页

本文采用粒子群优化(PSO)算法,以旋转电机转子的角加速度最小值为优化目标,以成形系统机械结构的参数为优化对象。角加速度直接影响系统的稳定运行与产品质量。设定相关变量的取值范围,以机电动力学模型的微分方程为约束条件,建立了成... 本文采用粒子群优化(PSO)算法,以旋转电机转子的角加速度最小值为优化目标,以成形系统机械结构的参数为优化对象。角加速度直接影响系统的稳定运行与产品质量。设定相关变量的取值范围,以机电动力学模型的微分方程为约束条件,建立了成形系统的机电耦联动力学优化模型。优化后的系统机电动力学模型可以更好地指导生产,为实际生产提供理论依据。 展开更多

关键词 粒子群优化(PSO) 机电耦联 机电动力学 优化模型

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屈曲型数字微镜结构的机电动力学分析

6

作者 贾建援 范国滨 陈贵敏 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期92-95,共4页

设计一种基于压杆屈曲原理的数字微镜装置 ,针对该装置建立机电动力学模型 ,应用龙格 库塔法和有限元数值方法求解其动力学模型中的隐函数。通过对该模型的完整机电动力学微分方程数值求解所作的运动仿真 ,得到了微镜基板的连续角位移... 设计一种基于压杆屈曲原理的数字微镜装置 ,针对该装置建立机电动力学模型 ,应用龙格 库塔法和有限元数值方法求解其动力学模型中的隐函数。通过对该模型的完整机电动力学微分方程数值求解所作的运动仿真 ,得到了微镜基板的连续角位移曲线 。 展开更多

关键词 屈曲型数字微镜结构 压杆屈曲原理 机电动力学模型 数值仿真 连续角位移曲线 光束稳定性

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变截面辊弯成形系统的机电动力学模型的优化

7

作者 闫军 李炳震 周志霞 《机床与液压》 北大核心 2020年第11期143-145,184,共4页

采用粒子群优化算法,以直线电机动子的加速度最小为优化最终目标,以机械结构的参数为优化对象,以设计变量的取值范围和机电动力学模型的微分方程为约束条件,建立了机电耦联动力学优化模型。优化后的机电动力学模型正确、合理,为更好地... 采用粒子群优化算法,以直线电机动子的加速度最小为优化最终目标,以机械结构的参数为优化对象,以设计变量的取值范围和机电动力学模型的微分方程为约束条件,建立了机电耦联动力学优化模型。优化后的机电动力学模型正确、合理,为更好地控制该辊弯成形系统提供了理论依据。 展开更多

关键词 粒子群优化 直线电机 机电动力学 优化模型

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直线电机车辆机电动力学模型的构建与分析 被引量：3

8

作者 姚代祯 闫军 李炳震 《高技术通讯》 CAS 2021年第6期666-670,共5页

基于直线电机车辆的基本结构及工作原理,利用拉格朗日-麦克斯韦方程,从机械与电磁能量层面进行了直线电机车辆系统机电动力学模型的构建。分析了车辆系统机械部件及电磁部分的相互作用规律,并推导了相关微分方程。根据Clark变换,将所得... 基于直线电机车辆的基本结构及工作原理,利用拉格朗日-麦克斯韦方程,从机械与电磁能量层面进行了直线电机车辆系统机电动力学模型的构建。分析了车辆系统机械部件及电磁部分的相互作用规律,并推导了相关微分方程。根据Clark变换,将所得的三相坐标系模型简化为两相坐标系模型。应用Matlab求解及仿真,得到相关参数的变化规律。以此方法建立直线电机车辆的机电动力学模型,简单有效地解决了相关的机电动力学问题。 展开更多

关键词 直线电机车辆 机电动力学 拉格朗日-麦克斯韦方程 仿真 MATLAB

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多压电驱动机构机电耦合动力学建模与过驱动控制

9

作者 黄涛 王迎斌 +1 位作者 林志成 凌明祥 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期346-354,共9页

多压电驱动是突破纳米压电驱动机构位移行程限制的有效方案,但多压电驱动机构存在固有迟滞非线性、压电驱动之间耦合、非线性与线性耦合、过驱动冗余等问题。针对以上挑战,提出一种多压电并行驱动机构的机电耦合动力学建模与过驱动控制... 多压电驱动是突破纳米压电驱动机构位移行程限制的有效方案,但多压电驱动机构存在固有迟滞非线性、压电驱动之间耦合、非线性与线性耦合、过驱动冗余等问题。针对以上挑战,提出一种多压电并行驱动机构的机电耦合动力学建模与过驱动控制策略。首先,建立Hammerstein结构的机电耦合动力学模型,分别描述多压电驱动机构线性和非线性特性,并相应提出模型线性部分和非线性部分的参数估计方法。其次,提出综合反馈线性化、控制分配算法、上层控制律的总体过驱动控制策略,尤其是提出一种最小二乘控制分配算法,通过分配控制量实现误差序列二范数最小。最后,对所提出的建模与控制方法,分别进行了参数估计实验与过驱动控制实验。其中参数估计实验结果表明所提出的模型输出曲线能够很好拟合多压电驱动机构实验输出曲线,能够有效描述多压电驱动机构迟滞非线性输入输出特性,所提出的参数估计方法能准确估计模型参数。过驱动控制实验结果表明所提出的最小二乘控制分配算法的轨迹跟踪性能优于直接分配和最优分配,特别是期望轨迹为幅值130μm、频率10 Hz的正弦信号时,所提出的最小二乘控制分配算法的精度比直接分配算法提高了56.63%,比最优分配算法提高了47.83%。 展开更多

关键词 多压电驱动 迟滞非线性 机电耦合动力学模型 过驱动控制 最小二乘控制分配算法

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卫星双轴柔性太阳翼在轨转动多体动力学分析与验证研究

10

作者 董富祥 《振动工程学报》 北大核心 2025年第7期1450-1458,共9页

双轴太阳翼转动是影响卫星姿态以及星上精密载荷指向精度和稳定度的重要因素。针对卫星双轴柔性太阳翼在轨转动动力学分析问题,提出采用基于递推的柔性多体动力学方法,建立了考虑轨道、卫星构型、太阳翼结构柔性、太阳翼驱动机构和动量... 双轴太阳翼转动是影响卫星姿态以及星上精密载荷指向精度和稳定度的重要因素。针对卫星双轴柔性太阳翼在轨转动动力学分析问题,提出采用基于递推的柔性多体动力学方法,建立了考虑轨道、卫星构型、太阳翼结构柔性、太阳翼驱动机构和动量轮组件在内的整星机电耦合多体动力学与控制方程组。以某带双轴太阳翼卫星为对象,开展了卫星机电耦合多体动力学仿真研究,比较了太阳翼转动引起的卫星姿态角、姿态角速度仿真结果与在轨遥测数据。研究表明:建立的卫星多体动力学与控制机电耦合模型仿真获得的姿态角和姿态角速度结果与相应在轨遥测数据几乎吻合,证明了建立模型的正确性;双轴柔性太阳翼转动时将产生较大干扰力矩和姿态扰动,为获得准确仿真结果,需要将控制力矩分配到动量轮组件上。仿真获得了太阳翼转动对浮动星体的扰动力矩,可为双轴太阳翼转动对星体扰动的地面验证试验提供参考。 展开更多

关键词 柔性多体动力学 机电耦合动力学与控制 双轴柔性太阳翼 太阳翼驱动机构 动量轮力矩分配

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体声波驱动的微球声操控装置结构设计与动力学建模

11

作者 冯浩人 王亮 +2 位作者 闫旭冉 金家楣 赵淳生 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期950-962,共13页

靶丸作为惯性约束核聚变(inertial confinement fusion,ICF)的热核燃料容器,其表面质量直接影响ICF打靶试验的成败。因此制靶前针对靶壳(ICF微球)在ICF微球操控过程中二次损伤微球表面的问题,提出了一种体声波驱动的微球声操控装置,通... 靶丸作为惯性约束核聚变(inertial confinement fusion,ICF)的热核燃料容器,其表面质量直接影响ICF打靶试验的成败。因此制靶前针对靶壳(ICF微球)在ICF微球操控过程中二次损伤微球表面的问题,提出了一种体声波驱动的微球声操控装置,通过激励由压电陶瓷片和金属基体构成的振子的面外弯振模态,在液体内部建立声场并以非接触的声辐射力驱动ICF微球运动,进而实现ICF微球检测时的无损操控。为了分析声操控装置的振动和其产生的声场之间的关系,利用传递矩阵法建立了振子的机电耦合动力学模型。模型综合考虑了振子的尺寸、材料、边界、压电陶瓷片的布置方式、激励电压、水质量引起的额外负载等因素,通过该模型分别计算了振子的两个共振驻波、一个非共振行波的振型和上述振动所建立的三个声场。根据计算结果加工并装配了原理样机,通过试验对原理样机进行了振动特性测试和操控性能研究。结果表明,理论计算和试验测试得到的声操控装置的振动特性一致性较好,验证了所建立动力学模型的正确性;所提出的非共振行波和共振驻波均可实现ICF微球的有效操控,其中共振驻波驱动下微球的运动速度更快,验证了所提出的声操控的可行性和有效性。此外,该装置基于模态切换测控方法,无需显微镜即可实现ICF微球直径分类。 展开更多

关键词 声操控 机电耦合动力学模型 ICF微球 振动模态 体声波

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光电经纬仪机电耦合动力学模型仿真及分析 被引量：5

12

作者 许峰 郭勇 +2 位作者 余炜 李治国 袁小阳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2076-2079,共4页

在ADAMS环境下对光电经纬仪进行了建模及仿真,发现两轴的转动之间存在相互扰动,并在光电经纬仪刚体动力学以及陀螺力学基础上对两轴运动进行了解耦分析.在此基础上,利用Lagrange-Maxwell方程对经纬仪内部各环节进行了详细分析,分别针对... 在ADAMS环境下对光电经纬仪进行了建模及仿真,发现两轴的转动之间存在相互扰动,并在光电经纬仪刚体动力学以及陀螺力学基础上对两轴运动进行了解耦分析.在此基础上,利用Lagrange-Maxwell方程对经纬仪内部各环节进行了详细分析,分别针对两轴运动建立广义坐标系,推导出可直接用于控制系统建模的机电耦合动力学方程. 展开更多

关键词 光电经纬仪 机电动力学 LAGRANGE MAXWELL方程 广义力

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外能源转管自动机机电耦合动力学键合图建模及应用 被引量：3

13

作者 李魁武 黄克 +1 位作者 程广伟 王亮宽 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2013年第1期16-19,共4页

射速及其稳定性是自动机重要性能指标。通过研究自动机连发射击时的机电特性,采用键合图理论,建立了外能源转管自动机机电耦合动力学键合图模型;在验证模型正确性的基础上,对某外能源转管自动机射速未能达到设计指标及射速不稳定现象进... 射速及其稳定性是自动机重要性能指标。通过研究自动机连发射击时的机电特性,采用键合图理论,建立了外能源转管自动机机电耦合动力学键合图模型;在验证模型正确性的基础上,对某外能源转管自动机射速未能达到设计指标及射速不稳定现象进行了仿真分析,提出了减小减速箱传速比和增大电机功率的改进措施。射击试验表明,该模型能较好地指导外能源转管自动机的研究开发,具有较高的应用价值。 展开更多

关键词 转管自动机 机电耦合动力学 键合图 建模

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机电系统动力学数字仿真可信性研究与应用 被引量：2

14

作者 闫怀志 胡昌振 +1 位作者 张百海 谭惠民 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2003年第1期37-40,47,共5页

以复杂机电系统动力学数字仿真为背景 ,阐述了数字仿真可信性的概念、理论与研究方法。研究了数字仿真稳态性能与瞬态性能可信性的定量评估方法 。

关键词 机电系统动力学 数字仿真 可信性 系统设计 定量评估 一致性检验

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加速过程箕斗提升设备机电系统动力学分析 被引量：4

15

作者 严世榕 闻邦椿 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期884-889,共6页

提出了交流拖动绕线式三相电动机串联多段电阻控制下的加速过程箕斗提升机电系统动力学的时变且非线性的模型， 并在此基础上， 借助计算机仿真技术， 分别得到了八段和六段串联电阻下的提升容器与滚筒的运动学与动力学规律。作者提出... 提出了交流拖动绕线式三相电动机串联多段电阻控制下的加速过程箕斗提升机电系统动力学的时变且非线性的模型， 并在此基础上， 借助计算机仿真技术， 分别得到了八段和六段串联电阻下的提升容器与滚筒的运动学与动力学规律。作者提出的力学模型和方法以及所揭示的一些未见报道的现象和规律对于旧式提升机的改进尤其是改用计算机控制具有重要参考价值， 对其它形式的交流拖动或直流拖动提升设备设计或改进也具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 机电系统动力学 箕斗提升 加速过程

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数控工作台机电耦合动力学分析与优化 被引量：3

16

作者 刘文芝 武建新 《机械设计》 CSCD 北大核心 2009年第3期55-58,共4页

以二维数控工作台机电耦合系统为算例,采用能量的方法用拉格朗日-麦克斯韦方程推导建立了包括机构、伺服电机和控制器的系统动力学微分方程组;用稳定性较好的龙格-库塔方法实现了方程组的高效求解;用遗传算法优化了控制参数。计算结果... 以二维数控工作台机电耦合系统为算例,采用能量的方法用拉格朗日-麦克斯韦方程推导建立了包括机构、伺服电机和控制器的系统动力学微分方程组;用稳定性较好的龙格-库塔方法实现了方程组的高效求解;用遗传算法优化了控制参数。计算结果展示了优化后的控制参数对机构速度、位移及伺服电机转矩的优化控制,解决了该系统机电耦合动力学优化问题。 展开更多

关键词 数控工作台 机电耦合动力学 遗传算法

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压电驱动器非线性机电耦合动力学求解与验证 被引量：1

17

作者 李冲 许立忠 邢继春 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第24期3275-3281,共7页

基于压电非线性效应和位移非线性效应建立了压电驱动器非线性机电耦合动力学方程,应用Linz Ted-Poincaré法对弱非线性自由振动、接近共振时受迫振动及亚谐波振动响应方程进行推导,比较了压电驱动器在非线性及线性条件下响应的区别... 基于压电非线性效应和位移非线性效应建立了压电驱动器非线性机电耦合动力学方程,应用Linz Ted-Poincaré法对弱非线性自由振动、接近共振时受迫振动及亚谐波振动响应方程进行推导,比较了压电驱动器在非线性及线性条件下响应的区别,使用四阶Runge-Kutta数值法和实验对理论推导进行了验证。结果表明:在两种非线性效应中,压电非线性对压电驱动器振动响应的影响是主要的;非线性数值解与解析解吻合较好,实验频率更接近非线性共振频率。 展开更多

关键词 压电驱动器 非线性的 机电耦合动力学 Linz Ted-Poincaré法

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大型索网天线机电耦合动力学建模与主动变形控制 被引量：2

18

作者 寻广彬 吴志刚 +2 位作者 彭海军 穆瑞楠 邬树楠 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期570-575,共6页

索网天线因其折叠收纳比高、质量轻以及口径大等优点,成为众多空间任务的首选天线形式,但反射面精度较低限制了大型索网天线的在轨性能指标。在索网天线竖向张力索中加入压电陶瓷堆(PZT)作动器,通过主动控制提高反射面的形面精度。首先... 索网天线因其折叠收纳比高、质量轻以及口径大等优点,成为众多空间任务的首选天线形式,但反射面精度较低限制了大型索网天线的在轨性能指标。在索网天线竖向张力索中加入压电陶瓷堆(PZT)作动器,通过主动控制提高反射面的形面精度。首先,将张紧的索网天线分为含有作动器的主动索单元和不含作动器的被动索单元,通过压电本构方程、几何方程和哈密顿原理推导出主动索单元的动力学模型,并与被动索单元一起组装得到索网天线的机电耦合动力学模型。然后,根据天线反射面的初始形面误差和所建立的天线机电耦合动力学模型,基于模型预测控制(MPC)方法计算出各作动器的控制输入电压曲线。最后,以一个10m口径的索网天线为算例,验证本文所建立的模型和控制方法的有效性。 展开更多

关键词 索网天线 机电耦合动力学模型 主动变形控制 PZT作动器

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基于机电耦合动力学的3K行星轮系裂纹故障电流信号研究 被引量：3

19

作者 桑萌 黄康 熊杨寿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第21期129-139,共11页

考虑3K行星轮系内部时变啮合刚度、阻尼、齿侧间隙、综合啮合误差等非线性因素和电机-减速器系统内部机-电-磁耦合效应,建立了电驱动3K-Ⅱ型行星传动系统机电耦合动力学模型。并基于该模型,计算了5种裂纹故障情况下各齿轮副随转角变化... 考虑3K行星轮系内部时变啮合刚度、阻尼、齿侧间隙、综合啮合误差等非线性因素和电机-减速器系统内部机-电-磁耦合效应,建立了电驱动3K-Ⅱ型行星传动系统机电耦合动力学模型。并基于该模型,计算了5种裂纹故障情况下各齿轮副随转角变化的时变啮合刚度,得到了不同齿轮裂纹故障情况下的定子电流仿真信号。通过时移叠加去工频频谱和包络解调谱对电流信号进行了分析。结果表明:定子电流信号受故障特征的频域调制作用,且出现的边带成分中包含供电频率负值;定子电流信号受故障特征的幅值调制作用,在包络解调谱中,齿轮故障表现为在故障频率及其倍频处出现峰值;太阳轮故障在定子电流频谱边带和包络谱中虽能识别,但相较于其他齿轮故障,表现不够明显。通过机电耦合模型得到的分析结果与通过AM-FM(amplitude modulation-frequency modulation)数学模型分析结果吻合,表明提出的机电耦合模型的合理性,可为研究3K行星轮系各类齿轮故障情况下的电机定子电流信号提供理论指导。 展开更多

关键词 3K行星轮系 机电耦合动力学建模 定子电流信号 故障诊断

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精密两维转镜的动力学仿真与控制误差分析 被引量：2

20

作者 李慧 李芷 +4 位作者 胡欣 殷瑞光 甘霖 吴军辉 王满喜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期1916-1921,共6页

精密两维转镜作为激光角度欺骗干扰半实物仿真试验系统中模拟弹目、弹干扰视线运动的重要设备,其控制误差是影响视线运动模拟精度的重要因素,进而影响半实物仿真试验精度。以多体系统动力学方法推导了精密两维转镜的机电分析动力学模型... 精密两维转镜作为激光角度欺骗干扰半实物仿真试验系统中模拟弹目、弹干扰视线运动的重要设备,其控制误差是影响视线运动模拟精度的重要因素,进而影响半实物仿真试验精度。以多体系统动力学方法推导了精密两维转镜的机电分析动力学模型,采用计算力矩法设计了两维转镜的轨迹跟踪控制器,并在Matlab/Simulink环境中对建立的反映转镜动态特性的数学模型进行了仿真,转镜方位、俯仰轴对等效正弦输入信号的角位置跟踪误差分别为2.2 mrad与3.5 mrad,结果表明:模型可实现对引导输入的角位置信号的高精度跟踪控制。 展开更多

关键词 两维转镜 机电动力学模型 控制误差 轨迹跟踪控制

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