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单自由度磁悬浮系统无模型自适应控制的研究

西南交通大学学报 2022年第3期57卷 549-557,581页

作者：钟志贤蔡忠侯祁雁英桂林理工大学机械与控制工程学院广西桂林541006

针对单自由度磁悬浮系统的非线性及难以建立精确数学模型的问题,将全格式无模型自适应控制(FFDL-MFAC)方法应用于单自由度磁悬浮系统,首先,采用无模型自适应控制算法、伪梯度估计算法、伪梯度重置算法和单自由度磁悬浮系统的动态化数据... 详细信息

针对单自由度磁悬浮系统的非线性及难以建立精确数学模型的问题,将全格式无模型自适应控制(FFDL-MFAC)方法应用于单自由度磁悬浮系统,首先,采用无模型自适应控制算法、伪梯度估计算法、伪梯度重置算法和单自由度磁悬浮系统的动态化数据模型,设计单自由度磁悬浮系统的控制器;然后,仿真分析MFAC控制参数对单自由度磁悬浮系统控制效果的影响及对阶跃响应信号、干扰信号和噪声信号的响应特性;最后,在磁悬浮球实验装置上进行实验验证.研究结果表明:全格式无模型自适应控制方法只需采集单自由度磁悬浮系统在工作状态下的I/O数据,无需建立单自由度磁悬浮系统精确数学模型,通过设定全格式无模型自适应控制器参数即可使控制器具备良好的自适应性和鲁棒性,实现高精度稳定悬浮控制;与PID相比,FFDL-MFAC将系统的超调量降低了0.005,稳定悬浮位移的误差均方根减小了0.260 7.

关键词：磁悬浮自适应算法无模型自适应控制伪梯度

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新型径向混合磁轴承的解耦设计与分析

中国电机工程学报 2022年第4期42卷 1596-1605页

作者：钟志贤蔡忠侯祁雁英段一戬祝长生桂林理工大学机械与控制工程学院广西壮族自治区桂林市541000 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

电磁悬浮轴承存在的磁路耦合问题,不仅影响磁轴承的刚度,还增大控制难度。为从机械结构上解决电磁轴承的磁路耦合的问题,该文提出一种新的径向混合磁轴承,设计一种6独立磁路4极(2对极)的径向混合磁轴承结构,通过等效磁路法推导出该结构... 详细信息

电磁悬浮轴承存在的磁路耦合问题,不仅影响磁轴承的刚度,还增大控制难度。为从机械结构上解决电磁轴承的磁路耦合的问题,该文提出一种新的径向混合磁轴承,设计一种6独立磁路4极(2对极)的径向混合磁轴承结构,通过等效磁路法推导出该结构的电磁力解析式,并采用三维有限元法对其磁场分布、电磁力特性及耦合特性进行仿真分析。计算及仿真结果表明:与传统的8极混合磁轴承相比,所提出的6独立磁路4极(2对极)径向混合磁轴承结构,能很好地实现径向方向上的电磁场解耦,为后续控制方法的实现提供理论参考。

关键词：径向混合磁轴承永磁偏置磁路解耦电磁力计算 4极

磁轴承用位移传感器差动安装的误差补偿方法研究

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仪器仪表学报 2020年第10期41卷 17-23页

作者：钟志贤祁雁英蔡忠侯段一戬桂林理工大学机械与控制工程学院桂林541000

差动测量方法由于具有测量灵敏度高、能减小传感器温漂误差、降低共模信号干扰、消除传感器偏置耦合等特点而广泛应用于位移测量。磁轴承采用差动方式测量转子位移时,虽然具有差动测量的优点,但也引入了因位移特性的不一致性而产生的动... 详细信息

差动测量方法由于具有测量灵敏度高、能减小传感器温漂误差、降低共模信号干扰、消除传感器偏置耦合等特点而广泛应用于位移测量。磁轴承采用差动方式测量转子位移时,虽然具有差动测量的优点,但也引入了因位移特性的不一致性而产生的动态差动误差、及因传感器差动安装位置的不同而导致差分信号与转子实际位移间产生的不同偏差等问题。针对以上问题,提出了一种磁轴承用位移传感器差动安装的误差补偿方法,采用投影补偿法补偿差分信号中的位移特性不一致误差,推导了差动测量下转子的位移方程,并通过位移方程求解出磁轴承转子的实时位移。仿真及实验表明采用位移传感器差动安装的误差补偿方法,转子位移的差动测量误差从2.5%提高到了0.16%,对于提高磁轴承控制精度及稳定性具有重要的意义。

关键词：差动安装位移传感器误差补偿转子位移

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基于差分误差补偿的磁轴承转子位移测量方法

桂林理工大学学报 2022年第2期42卷 491-495页

作者：祁雁英钟志贤蔡忠侯段一戬桂林理工大学机械与控制工程学院广西桂林541006

磁轴承转子位移的检测精度直接影响到磁轴承的稳定性。在磁轴承系统中,虽然位移传感器的差动输入可以提高测量精度,但差分信号误差及检测中心与磁轴承中心不重合问题会影响差动测量的检测精度。针对这一问题,提出了一种基于差分误差补... 详细信息

磁轴承转子位移的检测精度直接影响到磁轴承的稳定性。在磁轴承系统中,虽然位移传感器的差动输入可以提高测量精度,但差分信号误差及检测中心与磁轴承中心不重合问题会影响差动测量的检测精度。针对这一问题,提出了一种基于差分误差补偿的磁轴承转子位移测量方法,以差分信号为自变量建立误差补偿方程,对差分信号中的误差进行补偿;通过误差补偿方程推导出转子在控制坐标系下的位移方程,求解转子在控制坐标系下的实时位移。仿真实验结果表明,对差分信号进行误差补偿后,差分信号的相对测量误差从96.46%减小到了0.04%,转子位移的计算值与测量值之间最大误差的绝对值仅为0.017 mm,对于提高转子位移的检测精度及磁轴承控制系统的稳定性具有重要的意义。

关键词：差动测量位移传感器误差补偿转子位移

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磁悬浮无模型自适应控制参数方法的研究

轴承 2022年第3期 57-62页

作者：蔡忠侯钟志贤李先瑄祁雁英段一戬桂林理工大学机械与控制工程学院广西桂林541006

针对全格式无模型自适应控制(FFDL-MFAC)算法参数难以整定的问题,提出了一种基于增量式PD控制算法的FFDL-MFAC算法参数整定方法。首先通过增量式PD控制算法和FFDL-MFAC算法的相似性,得到PD控制算法的参数KP,KD与FFDL-MFAC算法参数之间... 详细信息

针对全格式无模型自适应控制(FFDL-MFAC)算法参数难以整定的问题,提出了一种基于增量式PD控制算法的FFDL-MFAC算法参数整定方法。首先通过增量式PD控制算法和FFDL-MFAC算法的相似性,得到PD控制算法的参数KP,KD与FFDL-MFAC算法参数之间的关系,简化FFDL-MFAC算法参数整定的过程;然后以复杂的单自由度磁悬浮系统作为受控对象,验证通过PD算法整定的FFDL-MFAC参数的有效性。仿真结果表明通过PD算法整定的全格式无模型自适应控制器参数能够使被控对象实现稳定悬浮,且加入扰动后可以迅速恢复稳定状态;试验结果表明PD算法整定的全格式无模型自适应控制器相比PD控制器具有更快的响应速度和更强的鲁棒性。

关键词：滑动轴承磁力轴承控制算法自适应控制响应时间鲁棒性

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基于模型参数学习的调节阀最优控制策略

电子测量技术 2022年第15期45卷 41-47页

作者：张博江爱朋姜家骥祁雁英薛立王浩坤杭州电子科技大学自动化学院杭州310018

为提高智能气动调节阀的控制性能,本文根据气动执行机构的建模分析,提出一种基于模型参数自学习的调节阀最优控制策略。首先,建立气动执行装置的动力学模型,并对五步开关控制算法进行分析。其次,基于模型设计最优控制所需要的控制参数... 详细信息

为提高智能气动调节阀的控制性能,本文根据气动执行机构的建模分析,提出一种基于模型参数自学习的调节阀最优控制策略。首先,建立气动执行装置的动力学模型,并对五步开关控制算法进行分析。其次,基于模型设计最优控制所需要的控制参数自学习策略。最后,根据参数自学习获得的控制参数,对五步控制方法进行改进,给出一种优化控制策略及实施步骤。实验结果表明,所提优化控制算法控制过程中无明显超调产生,震荡显著减弱。控制精度明显提高,调节时间显著缩短,其中小行程平均调节时间缩短了38.1%,平均误差减小了61.4%;大行程平均调节时间缩短了38.7%,控制精度提高了39.4%。

关键词：调节阀气动最优控制参数自学习机理模型

径向电磁悬浮系统的Magnet/Simulink联合仿真

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桂林理工大学学报 2021年第4期41卷 903-907页

作者：段一戬钟志贤蔡忠侯祁雁英桂林理工大学机械与控制工程学院广西桂林541006

针对径向电磁悬浮控制提出了一种Magnet/Simulink联合仿真的方法。首先在Magnet软件中建立径向电磁悬浮系统的模型,在Simulink中搭建PID控制电磁悬浮系统的程序框图,然后将Magnet中的径向电磁悬浮系统模型导入Simulink控制程序中,建立... 详细信息

针对径向电磁悬浮控制提出了一种Magnet/Simulink联合仿真的方法。首先在Magnet软件中建立径向电磁悬浮系统的模型,在Simulink中搭建PID控制电磁悬浮系统的程序框图,然后将Magnet中的径向电磁悬浮系统模型导入Simulink控制程序中,建立径向电磁悬浮系统Magnet/Simulink联合仿真控制模型,最终实现了径向电磁悬浮系统PID控制仿真。结果表明:Magnet/Simulink联合仿真方法可实现对悬浮控制过程中的电磁力、转子速度、转子位移等参数变化情况的实时监测;Magnet/Simulink联合仿真方法不但提高了电磁悬浮控制仿真的效率,且为探究控制方法或控制器参数对电磁悬浮系统的影响提出了一种新的思路。

关键词： Magnet Simulink 联合仿真 PID控制电磁悬浮

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基于状态反馈控制的磁悬浮球系统

桂林理工大学学报 2019年第4期39卷 973-977页

作者：刘翊馨钟志贤祁雁英王家园段一戬桂林理工大学机械与控制工程学院

将磁悬浮球系统作为研究对象,建立磁悬浮球实验系统的数学模型,采用极点配置法设计一种基于跟踪的状态反馈控制器,基于Matlab/Simulink建立磁悬浮球控制系统的仿真模型,结果表明,与PID控制器相比,采用状态反馈控制方法能使悬浮球系统更... 详细信息

将磁悬浮球系统作为研究对象,建立磁悬浮球实验系统的数学模型,采用极点配置法设计一种基于跟踪的状态反馈控制器,基于Matlab/Simulink建立磁悬浮球控制系统的仿真模型,结果表明,与PID控制器相比,采用状态反馈控制方法能使悬浮球系统更快趋于稳定。在GML2001磁悬浮球实验台上进行了悬浮实验,结果表明,基于跟踪的状态反馈控制器在波动幅度、悬浮精度及系统的动态性能适应性等方面明显优于PID控制。

关键词：磁悬浮球系统跟踪状态反馈控制 PID控制

川芎嗪对成年大鼠脑缺血后神经元前体细胞迁移的影响

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中国中西医结合杂志 2007年第5期27卷 435-438页

作者：邱芬刘勇钱亦华康前雁赵建军田英芳陈新林祁存芳杨杰西安交通大学医学院神经科学研究中心人体解剖与组织胚胎学系西安710061

目的研究川芎嗪对成年大鼠局灶性脑缺血后神经元前体细胞迁移的影响,初步探讨川芎嗪对脑缺血损伤后功能恢复的作用。方法线栓法制作大鼠左侧大脑中动脉阻塞模型(MCAO),术后2h腹腔注射川芎嗪注射液(40mg/kg,每天1次)、分别于MCAO后3、7... 详细信息

目的研究川芎嗪对成年大鼠局灶性脑缺血后神经元前体细胞迁移的影响,初步探讨川芎嗪对脑缺血损伤后功能恢复的作用。方法线栓法制作大鼠左侧大脑中动脉阻塞模型(MCAO),术后2h腹腔注射川芎嗪注射液(40mg/kg,每天1次)、分别于MCAO后3、7、14、21天采用免疫组织化学法观察神经元前体细胞的标志Doublecortin(DCX)在侧脑室室下区(SVZ)及SVZ吻侧迁移流(RMS)的迁移情况。结果缺血3天时,SVZ DCX阳性细胞经RMS迁移至嗅球,持续至21天;缺血7天时,SVZ直接及由RMS向邻近缺血纹状体迁移,14天时明显增加;21天时有少量DCX阳性细胞经胼胝体向缺血皮质迁移。川芎嗪组SVZDCX阳性细胞迁移途径同缺血模型组,但程度明显增强。结论川芎嗪可促进神经元前体细胞直接迁移至缺血皮质和纹状体,提示川芎嗪可能通过促进经元前体细胞的迁移对脑缺血后脑功能的自身恢复起重要作用。

关键词：川芎嗪脑缺血迁移 Doublecortin