摘要：针对控制力矩陀螺框架在超低速工况下存在转速测量精度低、多源扰动力矩及非线性摩擦等问题,提出了基于无电流环矢量控制的超低速驱动控制方法。首先,建立超低速工况下的框架电机的机电模型,设计了无电流环磁场矢量控制器(field-oriented control,简称FOC);其次,针对转速测量精度的问题,设计了转速观测器作为反馈环节。结果表明,与方波驱动法相比,该方法无换相转矩,提高了转速测量精度,且在面对多源扰动、非线性摩擦时具有鲁棒性。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。

摘要：为补偿卫星载荷运动产生的干扰力矩,设计了一种基于超声电机的力矩补偿机构。基于传统控制策略的比例、积分、微分(PID)闭环负反馈控制系统调速效果难以令人满意,在这种情况下建立了系统的数学模型,设计了基于模糊PI控制的闭环调速控制系统,并与传统的PI控制进行了对比。根据干扰力矩的给定形式,设计了飞轮运行的正弦速度给定曲线,仿真结果表明,该方法能够有效补偿载荷干扰力矩。此外,设计了以数字信号处理器(DSP)芯片为核心的硬件驱动控制电路,并进行了实验验证。结果表明,该算法比传统的PI控制效果更好,速度曲线跟踪精度明显提升。

摘要：为降低传统直接转矩控制(DTC)的转矩脉动,提出了一种基于模糊空间矢量调制的异步电机直接转矩控制方案,该方案将模糊控制技术和空间调制(SVM)技术相结合。模糊控制器的两个输入为转矩误差和误差的变化率,输出为电压矢量的转矩控制分量。为提高控制系统的鲁棒性,采用了基于反电动势的模型参考自适应(MRAS)的无速度估算方法对转子转速进行估算。仿真结果验证了该方案的可行性和有效性。

摘要：建立了一种滑模速度观测器,用于电机转速的精确观测。该观测器充分利用电机状态方程具有的结构特点,设计出简单有效的速度估算方法,在转子磁链的估算中无须用到转子时间常数和转速等信息,提高了观测器对于参数误差的鲁棒性。将所建立的观测器和空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)结合对电机进行控制,进一步提高了系统的调速性能。仿真结果验证了基于滑模控制理论的异步电机无速度传感器直接转矩控制系统的可行性以及对参数误差的鲁棒性。

摘要：针对控制力矩陀螺外框架伺服系统的性能要求,选用了永磁同步电机作为控制电机,设计了电流环、速度环、位置环的控制方案,并在Simulink仿真环境中进行了相应的仿真实验,取得了良好仿真结果,仿真结果表明了所设计系统的准确性和可行性。同时设计了以FPGA为核心的硬件控制系统,编写了相应的软件,取得了良好的测试结果,测试结果表明了所设计的基于FPGA的永磁同步电机控制系统能够实现控制力矩陀螺外框架速度和位置的高精度控制,满足控制力矩陀螺的使用要求。

摘要：为提升控制力矩陀螺外框架系统的动态性能,本文建立了基于永磁同步电机的控制系统模型、设计了一种适用于其外框架系统的模糊PID控制器,并进行了Simulink仿真验证。仿真结果表明,具有参数自调整特性的模糊PID控制方式比起普通PID控制方式具有更短的调整时间及跟踪性能,满足动态性能提升的设计目的。

摘要：钻头、钻柱系统的动力学特性分析，是石油钻井过程的合理控制、减少井下钻具损坏以及优化钻头钻柱设计的基础性研究，钻头钻柱的纵向振动受力分析是该系统动力学分析的主要组成部分，本文建立并求解了钻柱钻头系统纵向振动规律的随机微分方程，从而表示了钻头和钻柱各部位的受力过程，利用阈交问题分析方法计算了单位时间内钻头纵向受力超过给定值的平均次数，并以实例验证了理论分析结果。