摘要：为了解决火电机组脱硝系统大延迟大惯性及传统Smith预估补偿控制抗扰与设定值跟踪性能的折中选择问题,引入二自由度Smith预估补偿控制策略,对火电机组脱硝进行控制系统设计,实现了设定值跟踪性能与抗扰性能的解耦。通过仿真研究,结果表明与传统脱硝串级控制及传统Smith预估补偿控制相比,能使调节时间相对于传统脱硝串级控制减少36%,在受到扰动后的最大动态偏差减少52%,调节速度快3~4倍,具备更佳的设定值跟踪和抗扰能力,同时算法实现简单无需复杂的编程仅通过DCS组态模块搭建即可实现,具备较大的应用与推广价值。

摘要：针对粘滑运动的周期性循环应力易导致柔顺机构疲劳问题,设计低应力、高分辨率和无耦合的二自由度宏行程定位平台。采用双圆弧仿生柔性铰链设计柔顺驱动单元,减小应力并提高结构刚度。然后,结合压电粘滑驱动与正交导向机构,实现平台的高分辨率、大行程二维并联解耦运动。之后,采用有限元法和伪刚体模型对定位平台进行静力学与动力学分析,并通过Ansys Workbench软件对平台应力、频率和单步位移等进行仿真。最后,搭建实验平台并进行性能测试。实验结果表明:平台最大速度为9.03 mm/s,x和y向位移耦合率为0.89%和0.92%,分辨率为10 nm和11 nm,最大水平与垂直承载能力分别为1.4 N和40 N。实验结果验证了结构设计及理论模型的有效性。

摘要：二自由度行波型超声波电机是一种新型多自由度超声波电机。本文从二自由度行波型超声波电机的驱动机理和基本结构出发,就电机的结构实现、驱动球转子的最佳定子结构进行了分析,利用所建立的有限元模型进行定子振动的模态分析和共振频率计算,提出了外缘大倾角内缘线接触的行波定子。然后建立定子的接触模型,对其机械性能进行分析。测试结果表明,修正的数学模型更加符合电机的实际运行特性。所研制样机的球转子直径为45 mm,定子直径为30 mm,实现的堵转力矩为120 mNm,空转转速12 r/min。该工作为多自由度行波型超声波电机的优化设计、性能提高奠定了基础。

摘要：设计了采用单相电源驱动旋转和直线两种运动的新型单定子二自由度超声波电机,提出了一种近谐振点平稳惯性冲击的电机驱动方法。基于电机构造机理和驱动原理,建立了电机惯性驱动模型,定量分析了方波信号参数对电机性能的影响。算例分析表明,电机在近谐振点采用非对称方波激励,定子端面可输出符合惯性驱动要求的锯齿波。给出了最佳的方波驱动频率与占空比。该驱动方法简洁高效,完全消除了相位差对多自由度电机性能的影响。

摘要：文章推导了二自由度七连杆机构运动分析计算公式,建立了七连杆机器人腿部机构优化设计的数学模型。以长半轴100 mm、短半轴40 mm的椭圆曲线作为机器人足端的相对理想轨迹曲线,采用遗传算法对七连杆机器人腿部机构进行了优化设计。优化的七连杆机器人腿部机构足端的实际轨迹曲线几乎与理想轨迹曲线重合,足端点的最大、最小x坐标分别为100.035,-100.036 mm,最大、最小y坐标分别为40.005,-40.009 mm,与理想轨迹的椭圆长轴、短轴半径的最大相对误差仅为0.036%。利用优化的七连杆机器人腿部机构,设计了6足仿真机器人,并采用UG软件对优化的七连杆机器人腿部机构和6足仿真机器人进行了运动仿真,运动仿真结果非常理想。

摘要：研究了被控系统存在范数有界的时变模型摄动和未知外部干扰时鲁棒稳态跟踪问题 .利用二自由度控制结构和 Youla参数化方法 .提出了一个最坏情况稳态绝对误差的精确计算公式 ,利用该公式最优稳态跟踪控制器设计问题可化为一个有限维 l1 优化问题 .因此控制器设计只需解一个标准线性规划问题 .此外 ,还证明了所提出的控制器可同时保证系统的鲁棒稳定性和最优跟踪性能 .仿真结果表明了该方法的有效性和可行性 .

摘要：为了实现平面二自由度位移测量,设计并搭建了空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪,并对所设计的光栅干涉仪的光学结构、测量原理、面内旋转安装误差补偿等进行了研究。基于平面光栅衍射特性和空间分离式外差光栅干涉结构设计并搭建了具有对称性的测头光路,结合实际光学器件的特点,利用琼斯矩阵分析了二自由度测量原理与显著降低周期非线性误差的特性。通过实验测定了光栅面内旋转安装误差以便于应用旋转矩阵对测量数据进行解耦。随后利用矩形和圆形轨迹分别验证了两测量轴在各自和同时运动的情况下,所设计的平面光栅干涉仪的测量能力。实验结果表明,在解耦补偿0.350°的光栅实际面内旋转安装误差的前提下,该空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪能够实现压电位移台30μm内的位移测量,主要由机械振动等因素引起的误差不超过0.15μm。本研究将空间分离式外差光栅干涉仪的测量维度拓展到了平面二自由度。

摘要：为克服传统鲁棒控制器无法兼顾系统的性能和鲁棒性要求的缺陷,引入二自由度控制结构,以对使目标值跟踪特性为最优的参数和使外扰抑制特性为最优的参数分别进行整定,并使用线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)方法对二自由度鲁棒控制器求解,克服传统Riccati方法中的种种缺陷.以某型涡扇航空发动机为对象,设计了基于LMI解法的二自由度H∞回路成形控制器,并在构建的航空发动机数控系统实时仿真平台上进行了硬件回路仿真,结果表明所设计的控制器具有良好的跟踪和鲁棒特性,满足航空发动机控制要求.

摘要：针对工业过程中的二阶不稳定时滞过程,基于改进史密斯预估控制结构提出了一种简单的两自由度控制方案.设定值跟踪控制器和扰动抑制控制器采用同一设计程序,并基于内模控制原理提出了控制器解析设计方案.设定值跟踪控制器和抗扰动控制器可分别通过单性能参数独立调节和优化,每个控制器都具有PID形式,给出了控制器调整参数的选择范围和扰动抑制闭环保证鲁棒稳定性的条件.仿真实例验证了提出方法对于近期其他方法的优越性.

摘要：高速高精度伺服控制系统中,预估观测器可以消除反馈信号的相位延迟和采样噪声.但由于伺服控制系统通常采用比例-积分-微分(PID)控制器进行反馈调节,即使与预估观测器结合使用,仍不能满足高速高精度系统环路性能的需要.针对此问题,引入一种基于预估器观测器的二自由度控制器算法,并给出其在焊线机??-??平台直线电机速度控制器中的设计方法.仿真和实验结果表明,所提出的算法不仅可以保证系统控制的精度,而且能够提高系统的速度和位置跟随特性.