摘要：针对变负载下接触环境刚度不确定时液压驱动机器人末端执行器动态性能差的问题,提出了基于时间-误差绝对值积分控制器(ITAE)的液压串联弹性执行器(SEA)动态位置控制方法。首先,根据液压缸的流量连续性方程和活塞与负载的动力学方程,以负载与活塞的位移、速度及负载压力差作为状态变量,运用状态空间法建立液压SEA的五阶状态空间模型;然后,考虑系统带宽、阻抗和重载工况对串联弹簧刚度的不同要求,确定出串联弹簧刚度范围,兼顾系统的快速响应性和稳定性,对时间与误差的绝对值乘积积分,构建基于ITAE的控制器;最后,采用ITAE控制器实现变负载下液压SEA动态位置的精确控制。仿真实验结果表明:在纯惯性负载下,ITAE控制器相比基于灰狼优化的PD控制器(GWO-PD控制器),响应速度快12.5%,稳态误差减小93%;在纯惯性-复合负载切换工况下,当串联弹簧刚度变化时,ITAE控制器相比GWO-PD控制器,响应速度快80%,稳态误差减小18%,而GWO-PD控制器在弹簧刚度较小时产生高频振荡,最大振荡为13.83%;当接触环境刚度变化时,ITAE控制器相比GWO-PD控制器,响应速度快81%,稳态误差减小45%。采用ITAE控制,在内、外参数变化时SEA均具有良好控制性能,可满足非结构环境下的应用要求。

摘要：为满足感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)系统在实现电能正向无线传输的同时,对副边电路状态信息的采集与反向传输,基于ICPT系统电能耦合传输通道,提出了一种在负载变化情况下,电能与信号反向同步传输ICPT系统,并对其控制方法进行了深入研究。该系统在副边增加信号调制电容,检测负载大小以确定具体的信号调制方案,通过切入与切出该调制电容以改变原边电流波形包络,进而将数字信号调制到系统中,这样原边在发射电能的同时接收来自副边的状态信息,最后通过设计信号解调机构,复原信号。首先介绍了ICPT系统电能与信号同步传输原理,在此基础上,提出电能与信号反向同步传输ICPT系统;然后,通过对该系统进行建模分析得到负载变化情况下不同的信号调制策略,并对系统变负载情况下系统特性进行了分析和研究;最后,针对理论分析进行了仿真与实验验证,实验实现了ICPT系统在电能正向传输情况下的信号的反向低误码率传输。该研究结果可以为ICPT系统电能与信号反向同步传输系统的设计与研究提供参考。

摘要：设计搭建了由动静压混合气体轴承支承的45 k W高速永磁电机转子试验平台,基于该试验平台开展了接入不同额定负载工况下,轴系受到变不平衡磁拉力的动力学特性试验。共进行5次试验,供气压力均为0.80 MPa,接入额定负载分别为0 k W,15 k W,30 k W,60 k W,145 k W。接入额定负载增大,相同转速下轴系受到不平衡磁拉力增大,低频涡动出现转速提前,当接入额定负载为60 k W,145 k W时,转子单一低频涡动频率发展为双低频振动特性,并出现碰摩降速现象。试验结果表明增加电机额定负载,轴系受到不平衡磁拉力增加,造成低频涡动出现转速降低,稳定阈值降低,且在大额定负载下,单一涡动频率发展为双低频振动频率,出现轴系的碰摩失稳故障特性。

摘要：针对普通发电机轴承磨损严重的问题,提出一种无轴承永磁同步发电机。首先分析了无轴承永磁同步发电机的悬浮原理和发电原理;其次,推导了感应电压表达式,利用麦克斯韦张量法建立悬浮力和电磁转矩的数学模型并验证其正确性;再次,运用参数化分析法设计并优化了发电机结构,仿真结果验证了发电机具有良好的悬浮力和电磁性能;另外,将设计的样机进行试验,验证了该发电机具有良好的动态性能;最后针对发电机常见的变速、变负载的问题,基于有限元仿真分析了其对发电机运行性能的影响。仿真结果说明该发电机在特殊工况下具有良好的悬浮性能。研究表明提出的新型发电机具有良好的动静态性能可以稳定运行。

摘要：基于Euler-Bernoulli梁原理研究了铝基双晶串联压电悬臂梁电压频响和短路-开路共振频移量问题。以悬臂梁总厚度和压电陶瓷厚度为影响参数,首先推导了输出电压的单/多模态解,再以单模态解为基础,分析了不同厚度压电悬臂梁短路-开路共振频移量。研究结果表明,与多模态解相比,单模态解的估计性良好,且计算简便。在任意变负载区间内,存在最劣压电陶瓷厚度,使短路-开路共振频移量最大。因此,在进行压电悬臂梁结构设计时,应尽量避开最劣点,使外部负载具有最佳适应性,提高能量回收效率。

摘要：针对直流电机双闭环调速系统负载经常发生变化的情况,在适用于恒定负载的直流电机双闭环调速系统简化模型基础上,分析了该模型在变负载情况下其模型参数变化关系,通过直流电机系统驱动电流和电机转动状态建立了直流电机双闭环调速系统动力学模型.通过实测系统转速响应,利用改进遗传算法和曲线拟合进行模型参数辨识,从而得到变负载情况下直流电机双闭环调速系统模型.实验结果表明,模型的动力学响应贴近实际系统,可以很好地代替实际系统进行控制系统设计.

摘要：以MG300/700-WD型滚筒式采煤机为例,在简要分析采煤机整体结构的基础上,对截割部的传动系统进行了设计,给出了详细的结构参数。利用AMESim软件建立了采煤机截割部传动系统的动力学模型,并将变负载工况条件输入到模型中,分析截割响应的特征,此研究对于提升采煤机运行过程的稳定性具有一定的理论意义。

摘要：地铁自动扶梯由于其运行态势复杂多变,且常处于高负载、长时间的运行,故其部件经常发生故障,从而引起事故的发生,导致一定的伤亡与损失。主要讲述故障诊断技术在地铁自动扶梯状态监测方面的应用及国内外研究现状,针对现有地铁自动扶梯状态监测系统在变负载故障预警方面的不足,提出了地铁自动扶梯变负载故障预警方法。搭建地铁自动扶故障模拟试验台,通过模拟自动扶梯驱动链链轮轴承故障试验,验证了变负载故障预警方法的必要性与准确性。

摘要：详细讨论了负载特性变化对调速系统动态参数的影响。通过现场辨识试验,用递推最小二乘估计法(RLSE)建立了不同负载下调速系统的传递函数G(Z)。辨识结果和对负载变化的定性分析完全相符。可供设计具有适应负载变化能力的自适应调速和位置伺服系统参考。

摘要：针对下肢康复训练机器人中步态控制机器人的变负载问题,提出了基于模糊自整定PID的控制策略。首先推导了负载力模型,设计了模糊自整定控制器,基于Matlab/Simulink/SimMechanics建立了被控对象的动力学模型及整个控制系统的仿真模型,仿真结果表明所提出的控制策略是可行的,较经典PID控制具有超调小,响应速度快,稳态精度高等优点,能较好地跟踪规划运动曲线,满足系统控制性能要求。