基于干扰观测器的机电伺服系统PI控制策略 被引量：6

1

作者 吕晨 欧阳权 +1 位作者 许文波 王志胜 《机床与液压》 北大核心 2024年第1期17-22,共6页

空气舵机电伺服系统的主要任务是接收控制指令,并驱动负载按指令角度摆动,在各类航空航天飞行器中具有越来越广泛的应用价值。然而在运行过程中存在的未知干扰给机电伺服系统高精度控制带来了巨大挑战。针对这一问题,提出基于干扰补偿... 空气舵机电伺服系统的主要任务是接收控制指令,并驱动负载按指令角度摆动,在各类航空航天飞行器中具有越来越广泛的应用价值。然而在运行过程中存在的未知干扰给机电伺服系统高精度控制带来了巨大挑战。针对这一问题,提出基于干扰补偿的空气舵机伺服系统控制策略。首先进行空气舵机电伺服系统模型分析,其次运用径向基函数设计神经网络的状态观测器,将不可测量的舵面角度用估计值替代进行反馈控制,最后应用Lyapunov方法分析了有限时间收敛条件。仿真结果表明:与传统电机角度反馈相比,所提出的控制策略使空气舵机电伺服系统的稳态误差减少97%以上。 展开更多

关键词 空气舵机电伺服系统 径向基函数神经网络 干扰观测器 舵面控制 抗干扰控制

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小孔环带视觉检测中最佳曝光时间的实验研究

2

作者 毕超 蔡续 +2 位作者 周媛 孙爽 徐少鹏 《工具技术》 北大核心 2025年第9期147-151,共5页

针对电液伺服阀用喷嘴、节流器等零件上小孔环带的显微视觉检测需求,为使搭建的检测系统采集到高质量的环带图像,开展系统最佳曝光时间选取与确定的实验研究。通过自动对焦过程获取被测小孔环带的正焦显微图像,经由图像处理提取出图像... 针对电液伺服阀用喷嘴、节流器等零件上小孔环带的显微视觉检测需求,为使搭建的检测系统采集到高质量的环带图像,开展系统最佳曝光时间选取与确定的实验研究。通过自动对焦过程获取被测小孔环带的正焦显微图像,经由图像处理提取出图像中的环带区域作为清晰度计算窗口,并采用基于改进Prewitt算子的清晰度评价函数计算窗口内的清晰度数值。在实验过程中,逐级改变工业相机的曝光时间以获取清晰度随曝光时间变化的实验数据点集,而后采用二次抛物线函数对峰值点邻近的数据点集进行最小二乘拟合,最终通过解析得到最佳曝光时间,使系统达到最佳成像状态且重复性≤0.1 ms,从而为后续小孔环带的尺寸测量与缺陷检测奠定基础。 展开更多

关键词 显微视觉 环带 曝光时间 清晰度

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无人机伺服云台控制方法研究 被引量：3

3

作者 刘家伦 《重庆理工大学学报（自然科学）》 北大核心 2021年第9期176-183,共8页

为实现无人机载荷姿态的精确控制,提出无人机机载伺服云台多模式控制及分析方法。根据工程中实际使用需求,提出机载云台的3种控制模式即手动模式、自稳模式以及跟踪模式;根据某型机载云台使用需求,确定了直流力矩电机作为执行元件。基... 为实现无人机载荷姿态的精确控制,提出无人机机载伺服云台多模式控制及分析方法。根据工程中实际使用需求,提出机载云台的3种控制模式即手动模式、自稳模式以及跟踪模式;根据某型机载云台使用需求,确定了直流力矩电机作为执行元件。基于使用需求,完成云台伺服电机的选型,建立了伺服电机数学模型;基于所建立的伺服电机数学模型以及3种控制模式的特点,设计了3种控制模式的控制及分析方法。通过仿真验证了所设计的控制方法的可行性及有效性。 展开更多

关键词 机载云台 伺服电机 控制方法

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快速温升下的航天电液伺服系统在线校正方法 被引量：1

4

作者 杨弘枨 刘山 靳广在 《机床与液压》 北大核心 2022年第19期32-37,共6页

针对航天电液伺服系统在飞行工况中静、动态特性均受到快速温升影响的问题,提出一种控制参数在线校正方法。以柔性喷管推力矢量伺服系统为研究对象,建立伺服系统的数学模型;通过仿真分析研究关键精密部件伺服阀在不同温度时的频率特性;... 针对航天电液伺服系统在飞行工况中静、动态特性均受到快速温升影响的问题,提出一种控制参数在线校正方法。以柔性喷管推力矢量伺服系统为研究对象,建立伺服系统的数学模型;通过仿真分析研究关键精密部件伺服阀在不同温度时的频率特性;基于油温变化对伺服阀的影响分析,研究伺服系统受温度影响时控制性能的变化;根据不同油温对控制网络参数进行在线校正,可以保持系统动态特性的稳定。仿真结果表明:该方法可以降低快速温升对伺服系统频率特性产生的影响,使系统抵抗温度扰动的能力增加了56%。 展开更多

关键词 伺服系统 电液伺服阀 控制参数整定 粒子群算法 神经网络控制

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PVC gel材料驱动性能研究

5

作者 潘辉 何青松 +4 位作者 于敏 尹国校 田成博 吴雨薇 曾博 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2022年第11期152-160,共9页

为提高PVC gel材料驱动性能,研究了增塑剂含量、凝胶厚度以及阳极网状电极目数这3种因素对PVC gel材料驱动性能的影响。实验结果表明:PVC gel驱动器的工作电流、收缩位移和输出力均随电压的增加而增大。其工作电流随增塑剂含量和阳极金... 为提高PVC gel材料驱动性能,研究了增塑剂含量、凝胶厚度以及阳极网状电极目数这3种因素对PVC gel材料驱动性能的影响。实验结果表明:PVC gel驱动器的工作电流、收缩位移和输出力均随电压的增加而增大。其工作电流随增塑剂含量和阳极金属网目数的增加而增大,随凝胶厚度的增加而减小;其位移和力输出性能与增塑剂含量、凝胶厚度以及阳极金属网目数不呈线性关系,当PVC和DBA质量比为1∶9,凝胶厚度为0.5 mm,阳极金属网目数为20目时,PVC gel驱动器表现出最优的驱动性能,在400 V的直流电压下,其收缩率达到31.6%,收缩力和恢复力分别为948 mN和1125 mN,为后续高性能PVC gel驱动器的制备及应用奠定了基础。 展开更多

关键词 聚氯乙烯凝胶 PVC gel 柔性驱动材料 PVC gel驱动器

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机载悬挂结构体分阶段主被动抑振

6

作者 蔡赫 王燕波 +3 位作者 邓松波 李科 陈志鸿 楼云江 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第1期10-17,196,共9页

针对机载重型悬臂体的瞬态和稳态抑振问题,提出了基于机械手的主被动分阶段抑振方法。由于机械手动态能力有限,在瞬态阶段,振动时间短振幅大,故采用机械手固定抱夹的被动减振方式;在稳态阶段,振动为周期性小振幅,故采用机械手多臂协同... 针对机载重型悬臂体的瞬态和稳态抑振问题,提出了基于机械手的主被动分阶段抑振方法。由于机械手动态能力有限,在瞬态阶段,振动时间短振幅大,故采用机械手固定抱夹的被动减振方式;在稳态阶段,振动为周期性小振幅,故采用机械手多臂协同的主动抑振方式。首先,将机械手被动抱夹状态下的悬臂体等效为弹性支撑悬臂梁模型,通过分段构建弹性支撑边界条件,以脉冲激励的形式引入弹性力,获得被动减振模型;其次,在模态空间的基础上得到柔性基础下的振动模型,进一步提出了基于减振因子的主动抑振算法;最后,搭建了小机械手实验平台,将弯矩作为评价减振率的指标。实验结果表明,将主动抑振算法应用到实验平台中,理论与实验的抑振效果仅相差3.4%,验证了主动抑振算法的正确性。 展开更多

关键词 机械手 被动减振 主动抑振 瞬态和稳态 弹性支撑悬臂梁

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超高速部分流泵工作特性试验研究 被引量：2

7

作者 郝小龙 张明根 +2 位作者 王志峰 李振将 胡丽国 《流体机械》 CSCD 北大核心 2022年第6期1-5,70,共6页

为获得部分流泵在超高工作转速下的扬程系数、功耗损失与工作效率特性,设计了2种外径尺寸规格的部分流泵,在专用高压氦吹试验系统上进行了氦气驱动运转试验。针对每种尺寸的部分流泵均进行了2种氦气压力条件下连续多个输出流量的工作特... 为获得部分流泵在超高工作转速下的扬程系数、功耗损失与工作效率特性,设计了2种外径尺寸规格的部分流泵,在专用高压氦吹试验系统上进行了氦气驱动运转试验。针对每种尺寸的部分流泵均进行了2种氦气压力条件下连续多个输出流量的工作特性参数测试,试验最高转速达到了120000 r/min以上。试验结果表明:外径22 mm的部分流泵在转速从85200 r/min升高至125000 r/min过程中扬程系数从0.87降至0.67,最高工作效率不超过0.38;外径27 mm的部分流泵在转速从102000 r/min升高至138000 r/min过程中扬程系数在0.50~0.61间缓慢变化,最高工作效率不超过0.21;且2种尺寸规格泵功耗损失都随转速升高急剧增加,工作效率明显下降,在超高转速情况下泵的功耗损失是十分突出的问题。试验结果对于后续设计超高速部分流泵具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 超高速 部分流泵 工作特性 扬程系数 功耗损失 工作效率

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采用LVDT位移传感器的高温阀位置伺服系统设计 被引量：3

8

作者 张立娟 程相 +1 位作者 左哲清 陈祖希 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2022年第4期313-318,共6页

为解决传统数字阀驱动复杂、控制器体积大、可靠性差等问题,设计了一种高温阀位置伺服系统控制器。该控制驱动器采用LVDT位移传感器进行高温阀阀芯位移的检测,通过控制前置级偏心拨杆阀,实现对主功率级高温阀的位置控制。介绍了伺服系... 为解决传统数字阀驱动复杂、控制器体积大、可靠性差等问题,设计了一种高温阀位置伺服系统控制器。该控制驱动器采用LVDT位移传感器进行高温阀阀芯位移的检测,通过控制前置级偏心拨杆阀,实现对主功率级高温阀的位置控制。介绍了伺服系统的总体方案、硬件设计、Simulink仿真模型,控制技术等,并对系统样机进行了实验。证明了该伺服控制器体积小、动态高、分辨率高,实现了对高温阀流量输出的精确控制。 展开更多

关键词 LVDT位移传感器 高温阀 位置伺服系统

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一种小型轻质化高动态伺服机构 被引量：1

9

作者 李沛剑 李怀兵 +2 位作者 刘鹏 杨超凡 陈婷 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2021年第6期43-47,共5页

介绍了一种小型轻质化高动态伺服机构,针对航天飞行器小型化和高工作性能的要求,对伺服机构进行了小型化、轻质化计,采用永磁同步电机与传动机构平行式布局方案和壳体精细化的减重槽设计,以降低结构质量;通过侧壁安装的方式和混装电连... 介绍了一种小型轻质化高动态伺服机构,针对航天飞行器小型化和高工作性能的要求,对伺服机构进行了小型化、轻质化计,采用永磁同步电机与传动机构平行式布局方案和壳体精细化的减重槽设计,以降低结构质量;通过侧壁安装的方式和混装电连接器等外部接口优化设计,降低了伺服机构的外形尺寸;采用位置-速度-电流环的三环控制与限波补偿控制策略相结合的控制方式,在实现伺服机构高动态响应的同时保证稳定性。通过理论分析和试验验证,该伺服机构方案设计合理、可行,满足安装空间和外形尺寸要求的同时,实现了高动态响应。 展开更多

关键词 小型轻质化 高动态 伺服机构

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喷嘴环带质量缺陷的视觉检测技术研究

10

作者 毕超 魏鹏雁 +2 位作者 陈旭 陈斌 张世佳 《机床与液压》 2025年第17期232-236,共5页

为着力提升喷嘴环带质量缺陷检测过程的效率及自动化、智能化水平,基于显微视觉成像与深度学习检测原理,设计并搭建一套非接触式喷嘴环带显微视觉检测系统,将尺寸缺陷和表面缺陷的识别与判定功能集成在一起,实现喷嘴环带加工质量的综合... 为着力提升喷嘴环带质量缺陷检测过程的效率及自动化、智能化水平,基于显微视觉成像与深度学习检测原理,设计并搭建一套非接触式喷嘴环带显微视觉检测系统,将尺寸缺陷和表面缺陷的识别与判定功能集成在一起,实现喷嘴环带加工质量的综合检测与评价。基于所获取的喷嘴环带正焦显微图像,采用视觉测量手段获取其几何尺寸,并根据是否超出设计值的公差范围实现尺寸缺陷检测,测量误差在±0.003 mm内;同时,搭建基于卷积神经网络的深度学习检测模型,并采用YOLOv7网络与PaddlePaddle框架相结合的结构形式实现表面缺陷检测,经迭代学习训练后的误检率小于5%。最后,随机选取不同型号的10个喷嘴零件进行检测系统与人工检测结果对比,二者在两类缺陷的检测结果方面均达到一致,从而验证了该检测系统的有效性及可行性。 展开更多

关键词 喷嘴环带 机器视觉 深度学习 缺陷检测

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机载悬臂体结构的主被动联合抑振

11

作者 蔡赫 李科 +2 位作者 王燕波 邓松波 陈志鸿 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1015-1026,共12页

为解决机载悬臂体结构在长悬臂梁挂载状态下的全频域减振问题,提出了一种基于耦合级联的主被动联合抑振模型及控制优化方法。通过在远端头体连接处加装机械手进行抑振。机械手采用主动抑振减小低频正弦振动,其上串联的被动减振器降低高... 为解决机载悬臂体结构在长悬臂梁挂载状态下的全频域减振问题,提出了一种基于耦合级联的主被动联合抑振模型及控制优化方法。通过在远端头体连接处加装机械手进行抑振。机械手采用主动抑振减小低频正弦振动,其上串联的被动减振器降低高频随机振动。在对头体连接处进行负载振动等效的基础上,提出了基于减振因子和总均方根加速度的主被动综合减振率的计算方法,并根据高低频切换频率(10 Hz)和综合减振率(40%)等指标得到机械手主被动减振参数。通过耦合级联的方法解决了机械手在主动抑振过程中悬臂体、机械手及其被动减振器的串联耦合问题,从而构建串联耦合作用下的机械手全伺服系统模型。最后采用伺服优化、抑振前馈和极点配置等综合优化算法提升机械手的动态性能。根据仿真结果,机械手的主动抑振带宽和综合减振率均满足抑振需求,为全频域环境载荷作用下机载挂载的减振问题提供了一种新的方法。 展开更多

关键词 振动等效 主被动联合抑振 机械手系统抑振模型 控制优化策略

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超高速切线泵扬程系数试验

12

作者 郝小龙 赵经明 +2 位作者 张明根 唐慧慧 解俊良 《液压与气动》 北大核心 2022年第9期158-165,共8页

为获得切线泵在超高工作转速下的扬程系数、摩擦功耗损失、温升特性与工作转速关系,针对外径42 mm的8叶片切线泵开展了试验研究,将切线泵装配至涡轮轴系上,通过高压氦吹驱动涡轮轴系进行超高速运转试验。试验过程中通过控制高压气源压... 为获得切线泵在超高工作转速下的扬程系数、摩擦功耗损失、温升特性与工作转速关系,针对外径42 mm的8叶片切线泵开展了试验研究,将切线泵装配至涡轮轴系上,通过高压氦吹驱动涡轮轴系进行超高速运转试验。试验过程中通过控制高压气源压力及切线泵输出流量,获得了切线泵在52.8×10^(3)~80.8×10^(3) r/min转速范围内的输入轴功率、输出压力、输出流量及温升特性数据。通过对实测数据的分析与计算,取得了外径42 mm的切线泵在超高转速条件下泵扬程系数、功耗损失及工作过程中温升特性试验数据。试验结果表明:外径42 mm的8叶片切线泵在52.8×10^(3)~80.8×10^(3) r/min转速范围内,转速每增长1000 r/min,功耗损失约增加1.486 kW,所耗功率全部用于泵叶轮搅油摩擦损失,同时转速增加内泄增大,导致扬程系数由0.70缓降至0.66,零输出流量时由摩擦损失导致的液体介质温升速率达2.38℃/s,试验结束时油温最高达到274.5℃。试验研究提供了一种切线泵特性测试方法,可作为切线泵及涡轮泵设计和分析的依据。 展开更多

关键词 超高速 切线泵 扬程系数 摩擦功耗 温升特性

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超音速喷嘴流出系数仿真分析 被引量：5

13

作者 解俊良 郝小龙 +2 位作者 张明根 唐慧慧 赵经明 《液压与气动》 北大核心 2022年第12期123-128,共6页

为获得超高速涡轮泵中超音速喷嘴流出系数随其入口收敛角、喉部直径等几何结构参数的变化规律,采用ANSYS CFD仿真分析工具,以氦气为工质,给定喷嘴入口总压11 MPa、总温300 K、排气背压0.105 MPa,对3种特定喉径的喷嘴分别在7种入口收敛... 为获得超高速涡轮泵中超音速喷嘴流出系数随其入口收敛角、喉部直径等几何结构参数的变化规律,采用ANSYS CFD仿真分析工具,以氦气为工质,给定喷嘴入口总压11 MPa、总温300 K、排气背压0.105 MPa,对3种特定喉径的喷嘴分别在7种入口收敛角度下的流场进行仿真分析,获得其压力场、速度场分布及氦气质量流量,并将其与理论质量流量比较,得出喷嘴流出系数。3种特定的喉径分别为2,5,10 mm,7种入口收敛角分别为30°,45°,60°,90°,120°,150°,180°。结果表明:喷嘴流出系数随入口收敛角的增加而降低,随喉径的增大而增加,在2 mm喉径下流出系数最低为83.9%,在10 mm喉径下流出系数最高为99.1%,对后续设计超高速涡轮泵喷嘴结构形式具有指导作用。 展开更多

关键词 超音速喷嘴 涡轮泵 仿真分析 流出系数

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高速切线泵叶轮结构流固耦合分析

14

作者 李沛剑 曹永乐 +2 位作者 岳国森 安泽恒 王本雷 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2022年第3期22-26,36,共6页

高速切线泵是伺服系统动力元件,利用流固耦合方法分析了切线泵叶轮在耦合流场压力载荷时的应力状态,并与无流场压力载荷时的叶片应力状态进行了对比分析。叶片内部应力整体分布规律为越靠近叶轮中心的区域应力越大,越靠近叶轮外缘的区... 高速切线泵是伺服系统动力元件,利用流固耦合方法分析了切线泵叶轮在耦合流场压力载荷时的应力状态,并与无流场压力载荷时的叶片应力状态进行了对比分析。叶片内部应力整体分布规律为越靠近叶轮中心的区域应力越大,越靠近叶轮外缘的区域应力越小;叶片根部最内侧为切线泵叶轮的危险点,耦合流场压力载荷对叶片最大应力影响较小,但会对整个叶轮应力的状态进行重新分布,个别叶片的应力会增大,设计时应注意对每个叶片区别分析。 展开更多

关键词 高速切线泵 叶轮 流固耦合 结构强度

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