基于模糊辨识的直线电机进给轴摩擦辨识

直线电机驱动的进给轴在进给过程中容易受到导轨滑动摩擦特性影响而存在高度的非线性特性,给进给轴的高精度跟随控制带来困难。研究给出一种基于模糊辨识的直线电机驱动进给轴摩擦辨识策略,以直线电机驱动进给轴为研究对象,给出了基于电流反馈为手段的样本数据采集方法,应用基于数据驱动的模糊辨识方法辨识摩擦模型,构建了直线电机驱动进给轴的摩擦仿真系统。以直线电机驱动进给轴为研究对象构建实验平台,仿真和实验结果表明提出的摩擦辨识方法能精确地辨识直线电机驱动进给轴的摩擦模型。     

基于遗传算法辨识的进给伺服系统摩擦特性研究

因为直线进给伺服系统容易受到摩擦力的影响,对于以高速高精度直线电机为组成核心的进给系统,消除摩擦力的影响尤为重要。因此,本文以直线电机导轨的摩擦力为研究对象,基于能反映摩擦过程中动静态特性的LuGre摩擦模型,考虑了摩擦迟滞非线性因素的影响。以单轴直线电机进给系统为实验平台,通过LabVIEW构建摩擦力实验测试平台,经过与MATLAB交互的小波去噪算法的滤波后得到摩擦力数据。利用遗传算法的摩擦模型参数辨识方法有效地对模型参数进行了参数辨识。该方法得到的结果与通过实验得到的数据具有一致性,验证了方法的正确性与辨识结果的准确性。     

基于PSO有限元优化直接进给轴伺服动态特性

优化直线电机驱动的直接进给轴伺服动态特性,对提高进给轴的抗干扰性能和加工产品的精度具有重要作用。基于有限元仿真建模的直接进给轴伺服动态特性研究,应用动刚度频谱图来作为伺服动态特性的评价指标,判断直接进给轴共振点所在频段。应用脉冲激励测试进给轴动刚度的方法,依据测量方法确定了直接进给轴的动刚度频谱图,分析了进给轴在不同有限元优化的伺服参数下对动刚度频谱图的影响。通过有限元优化方法和实验相结合,构建了基于有限元优化的伺服参数下直接进给轴动刚度仿真模型。     

直接进给机构摩擦力特性研究

以直线电机驱动的直接进给机构为研究对象,进行直接进给机构摩擦力特性分析。搭建了直接进给机构摩擦力测试实验平台,采用激光干涉仪和高频电流传感器等设备进行位移和电流数据收集,进行数据处理;得到摩擦力与位移、摩擦力与速度的关系,建立摩擦力特性模型。结果表明,预滑动阶段,摩擦力存在明显的迟滞现象,且摩擦力随进给速度的增加呈线性增长,增长过程中摩擦力表现为粘滞摩擦。为直线进给机构摩擦情况的研究提供了支持和参考。     

基于有限元分析的直接进给轴热变形研究

以直线电机直接进给轴为研究对象,预测了直接进给轴的热变形。搭建直接进给轴温度测量系统,采用温度传感器测量了直接进给轴的测点温度。为了精确分析由于温度产生的热变形,给出了ANSYS有限元模型中热行为参数的确定方法,建立了直接进给轴热变形的有限元分析模型。结合有限元模型探究直接进给轴热变形随温度变化的规律,为后续直线电机综合热补偿提供参考。     

基于直线电机的直接进给轴热变形研究与分析

针对直线电机初级线圈发热引起的温升容易导致进给机构产生热变形,且进给驱动在全行程内呈现不同特性等情况,对直线电机全行程直接进给轴的热变形建模,探索建立直接进给轴的热变形有限元模型,分析直接进给轴全行程上的热变形规律,采用热变形有限元模型和支持向量回归机相结合的方法,构建直接进给轴以温度和位置为变量的全行程热变形预测模型,能较准确预测进给轴滑台在全行程上的热变形。     

基于KPLS和BA的直线进给系统伺服参数优化

直线电机驱动的直线进给系统在数控机床领域应用广泛,然而其驱动性能由于自身的强耦合性和非线性等因素受到影响。为满足机床加工高速度和高精度的性能要求,提出一种基于核偏最小二乘(KPLS)和蝙蝠算法(BA)的伺服系统PID参数优化方法,保证系统输入输出模型准确度的前提下避免了使用仿真模拟的离线和低效等缺点。基于KPLS建立速度超调量和上升时间与PID参数之间的关系模型,采用蝙蝠算法优化伺服参数组合。实验结果表明,该方法能够有效优化伺服系统PID参数,在一定的速度超调量约束条件下可明显缩短上升时间,提高直线进给系统驱动性能。     

考虑摩擦和间隙的柔性滚珠丝杠进给系统建模与分析

为了研究高速滚珠丝杠进给伺服系统的动态特性,提出了一种建立进给系统机械子系统振动模型的混合建模方法,采用带有轴向和扭转自由度的欧拉-伯努利梁单元描述丝杠的轴向、扭转和弯曲振动,采用集中参数方法描述交流伺服驱动子系统和进给系统的其余部件,建立了包含摩擦、间隙非线性因素及外切削力干扰的柔性进给系统模型。实验证明了混合模型能够较准确反映机械系统的振动特性。在此基础上,数值仿真分析表明,低速运动中摩擦和间隙非线性会导致进给系统产生较大的速度波动,在高速运动中机械系统的轴向和扭转振动会导致进给系统不稳定。     

直线进给轴热变形测试研究

以高速直线电机驱动进给轴为研究对象,分析了直线进给轴热误差的主要来源。搭建进给轴热变形测试系统,采用温度传感器与激光干涉仪测量进给轴温升及热变形,根据测量结果讨论直接进给轴温度变化情况,探讨进给轴热变形规律,分析影响轴向热误差的因素。结果表明:直线电机初级线圈电流热损耗是最主要的热源。为直线进给轴优化设计提供实验支持和参考。     

考虑非线性摩擦模型的机器人动力学参数辨识

针对机器人动力学参数辨识的问题,提出了一种基于人工蜂群算法的辨识方法。考虑到关节摩擦特性,引入非线性摩擦模型,推导了机器人动力学模型的非线性形式。设计满足速度、加速度边界条件的五阶傅里叶级数作为激励轨迹来采集实验数据;利用人工蜂群算法,以蜂群为搜索单位,通过群体间的信息交流方式与优胜劣汰机制,对模型中的未知参数进行了辨识。最后,对得到的辨识模型进行了分析与验证,结果表明通过辨识得到关节预测力矩与测量力矩有较高的匹配度,所建立的非线性模型能够更好地描述机器人的动力学特性。     

商用车EBS系统比例继动阀特性与控制方法

针对商用车电子控制制动系统比例继动阀迟滞特性,提出了特性仿真模型和迟滞补偿控制方法。建立了能反映迟滞特性的比例继动阀数学模型,应用Matlab/Simulink软件进行了其响应特性和迟滞特性的仿真,通过开环测试验证了模型的准确性和可靠性。在此基础上提出了能够补偿迟滞特性的比例继动阀控制方法,并进行离线仿真和硬件在环试验,验证了该控制方法的有效性。     

直线式开关磁阻电机的力速特性研究及其仿真

直线开关磁阻电机（LSRM）是一种新型的牵引电机.动态的力速特性是LSRM电机的重要性能指标之一.从线性电感模型出发,推导了直线开关磁阻电机的动态数学模型.并结合直线开关磁阻电机控制特点,分析了斩波控制情况下的动态力速特性.利用Matlab的Simulink工具箱,对直线开关磁阻电机进行了仿真分析,仿真和实测结果吻合较好.     

锂离子电池二阶阻容等效电路模型参数辨识

二阶阻容(RC)等效电路模型是一种能够很好地描述锂离子电池动静态特性的模型,但由于该模型中存在多个非线性参数,对参数的辨识造成了很大的困难。针对二阶RC等效电路模型的参数辨识问题,提出了一种基于信赖域算法的参数辨识方法。以10 Ah钛酸锂电芯为研究对象,根据混合脉冲功率特性试验得到的数据,建立以模型参数为自变量的目标函数,通过迭代更新信赖域和参数值,使目标函数值收敛至设定的阀值,最终完成模型参数的辨识。将辨识结果导入用MATLAB/Simulink/Simscape搭建的模型中进行仿真,仿真结果与试验数据的最大误差在1%以内,表明该辨识方法具有较高的精度,可用于工程实践。     

基于CarSim的四轮轮毂电机电动汽车建模方法研究

针对四轮轮毂电机电动汽车控制算法验证需要,基于CarSim和Simulink搭建了四轮轮毂电机电动汽车模型。将CarSim传统内燃机汽车模型修改为四轮独立驱动汽车模型,应用Simulink搭建电机模型,进行CarSim和Simulink联合仿真建立四轮轮毂电机电动汽车模型,并通过仿真实验对模型进行了验证。验证表明,电机模型和电动汽车模型均具有良好的响应特性,模型搭建合理;该模型为以后控制算法的研究奠定了良好基础。     

受电弓试验台直线电机滑模控制器设计

文章首先介绍整个受电弓控制系统的硬件部分,并以直线电机运行为例,简要介绍整个控制系统软件运行流程。之后建立直线电机d-q轴数学模型,根据实际使用的丹纳赫IC33-100A7型直线电机具体机械电气参数设计直线电机模型。并建立由电流内环、速度外环PI控制器,位置外环PID控制律滑模变结构器组成的全闭环控制系统仿真模型。最后对所建立的全闭环控制系统仿真模型进行了性能测试与分析,得到了较为满意的仿真结果,为实际调试直线电机运行的电流内环、速度外环PI控制器的比例环节参数、积分时间等参数提供参考。有效地减小了参数调试的工作量,并完成直线电机的调试运行。根据位置环控制器仿真结果得到了确切的滑模控制器参数,并使用VC++编写受电弓模拟试验台水平作动器全闭环控制实际运行程序。     

气吸式电驱动排种器的电机控制系统

为了提高气吸式电驱动排种器的电机控制系统特性,在分析无刷直流电机数学模型的基础上,采用滞环控制与SMC滑膜控制策略结合的方法,对电机转速进行控制,并在MatLab/Simulink软件上对驱动电机的控制系统建立了仿真模型。仿真结果表明:驱动电机控制系统可在0.2s内快速响应,0.4s时突加负载,驱动电机的转速基本没有变化,启动与加载时运行平稳。     

多层农场用电梯扩展载货驱动系统建模与控制

针对目前多层农场特有环境的电梯需求,以养殖农场垂直搬运饲料、畜禽或废弃物用电梯为研究对象,提出了电梯可扩展载货驱动系统的结构。与普通货梯不同,装载货物小车需要在电梯轿厢门和层门开启后,通过轿厢内和每层层门处的驱动电机协调运行完成进出轿厢的任务。针对群电机驱动系统,建立轿厢内外两台电机的动态数学模型,在此基础上,对小车进出进行控制,提出了基于模型辨识的多电机按转子磁场定向矢量控制方法。考虑驱动系统成本和硬件结构简化,省去了转矩传感器,将三相异步电动机转矩、转子磁链和转子位置估计整合为一个多参数线性加权模型,以获得反馈量。最后对转矩模型辨识进行实验验证,由均方根误差可知,辨识结果有效逼近了参考模型的非线性特征。转矩等多参数辨识结果组成了控制系统反馈回路,实验证明了该控制方法的有效性。     

基于Thevenin模型的混合动力镍氢电池参数辨识

针对混合动力镍氢电池,研究了它的原理和特性,并选用Thevenin模型建立该电池的动态数学模型.结合该电池的电动势特性和温度特性,分析了充放电方向、温度等因素对模型参数的影响.基于HPPC实验,考虑充电和放电两个方向,采用最小二乘法对Thevenin模型进行参数辨识,并在MATLAB/Simulink中建立相应的仿真模型.仿真和台架试验结果对比表明,对于该混合动力镍氢电池,最小二乘法辨识Thevenin模型参数是合理的,并且该模型的最大误差率是1.21％,能够很好地模拟出该电池的动静态特性.     

基于simulink的永磁同步电机驱动系统仿真

本文概述了永磁同步电机控制系统的结构和工作原理。在分析永磁同步电机驱动系统各组成部分数学模型的基础上,构建了基于Simulink的永磁同步电机驱动系统仿真模型,仿真结果表明:所搭建的永磁同步电机驱动系统仿真模型完全符合要求,可满足电机控制器的进一步研究。     

车用内置式永磁同步电机电感参数辨识方法

设计了一种用于电感参数辨识的高频响应电流处理方法,辨识出了电机的直、交轴电感参数,并且分析推导了逆变器非线性因素对电感参数辨识精度的影响。通过对响应电流进行两个延时滤波和两个同步轴滤波分析,剔除了基波和其他高频杂波,精确地得到高频电流的正、负相序幅值,辨识出了直、交轴电感参数。该在线参数辨识方法不仅在电机静止时能进行辨识,而且在电机正常运行的各个负载和速度下也能辨识出电感。电机实验结果表明,在不同负载和转速下的直、交轴电感辨识结果准确度较高,有助于电机驱动系统性能的改进。