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基于不稳定度的仿人型机器人步态规划方法

北京航空航天大学学报 2007年第8期33卷 949-953页

作者：彭朝琴付永领赵克唐志勇北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

为了保证机器人能够在人类的生活环境中安全地工作,应该选择最稳定的运动轨迹.提出了一种能够评价不同的运动步态之间稳定性好坏的稳定性评价准则.将零力矩点(ZMP,Zero Moment Point)与机器人支撑区域的形心之间的距离定义为不稳定度,... 详细信息

为了保证机器人能够在人类的生活环境中安全地工作,应该选择最稳定的运动轨迹.提出了一种能够评价不同的运动步态之间稳定性好坏的稳定性评价准则.将零力矩点(ZMP,Zero Moment Point)与机器人支撑区域的形心之间的距离定义为不稳定度,分析了仿人型机器人行走过程中几种典型步态的不稳定度,同时提出了基于不稳定度的仿人型机器人步态规划的方法.当采用多种运动步态都能完成同一种任务时,用所提出的不稳定度评价方法可以在不同步长的步态中选择出稳定性最好的运动步态来执行.仿真及实验结果验证了该方法的有效性.

关键词：仿人型机器人零力矩点不稳定度运动规划

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伺服泵的电动变量机构

机械工程学报 2006年第3期42卷 184-187页

作者：高波付永领裴忠才齐海涛北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

针对一体化电动静液作动器(Electro-hydrostatic actuator,EHA)中电动机转速与泵排量双变量控制的需要,设计了一种电动变量伺服泵,利用电动变量机构来改变泵的排量,取代传统伺服变量泵中的液压伺服机构。对变量泵变量机构驱动力矩进行... 详细信息

针对一体化电动静液作动器(Electro-hydrostatic actuator,EHA)中电动机转速与泵排量双变量控制的需要,设计了一种电动变量伺服泵,利用电动变量机构来改变泵的排量,取代传统伺服变量泵中的液压伺服机构。对变量泵变量机构驱动力矩进行了分析计算,选用直流伺服电动机作为变量机构执行单元,通过减速机构和扇形齿轮直接驱动斜盘的摆动轴,改变斜盘倾角从而实现变排量,并设计了基于DSP的数字伺服控制器。建立其数学模型, 进行了仿真分析,仿真结果表明伺服泵输出排量可实现无超调的快速调节,调节时间和小信号下的频响均达到了设计要求。

关键词：电动静液作动器电动变量机构伺服泵直流伺服电动机

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轴向柱塞式电液泵的油隙损耗与机械效率

北京航空航天大学学报 2014年第6期40卷 769-774页

作者：李祝锋邵云滨付永领范殿梁北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

介绍了轴向柱塞式电液泵的结构与工作过程,分析了轴向柱塞式电液泵的各种机械损耗,建立了其机械效率的计算模型,在此基础上给出了定子与转子间油隙损耗与机械效率随转速、压力、温度变化的曲线.计算结果表明,研究的这种轴向柱塞式电液... 详细信息

介绍了轴向柱塞式电液泵的结构与工作过程,分析了轴向柱塞式电液泵的各种机械损耗,建立了其机械效率的计算模型,在此基础上给出了定子与转子间油隙损耗与机械效率随转速、压力、温度变化的曲线.计算结果表明,研究的这种轴向柱塞式电液泵在油温50℃、转速4 000 r/min、压力28 MPa时的油隙损耗只占总机械功率的1.737%,大大低于传统电机-泵组中电机的风扇与机械损耗,此时电液泵机械效率为92.6%,高于传统电机-泵组.机械效率的提高使得轴向柱塞式电液泵的总效率高于传统电机-泵组.分析了油隙长度对其损耗的影响,结果表明该电液泵油隙长度仍有减小的空间.

关键词：电液泵轴向柱塞式电液泵轴向柱塞泵油隙损耗机械效率

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一种消除钢坯闪光焊同步误差的控制方法

北京航空航天大学学报 2007年第8期33卷 936-939页

作者：卢宁付永领孙新学陈占辉北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 安国市供电工程有限责任公司河北071200

针对于大截面钢坯闪光焊顶锻阶段的特点和同步要求,提出了一种基于单神经元的同步误差预测控制方案,用于消除闪光焊顶锻过程中的系统之间顶锻力的同步误差;方案中采用液压系统压力反馈的方法解决了闪光焊中不方便安装里传感器的问题.考... 详细信息

针对于大截面钢坯闪光焊顶锻阶段的特点和同步要求,提出了一种基于单神经元的同步误差预测控制方案,用于消除闪光焊顶锻过程中的系统之间顶锻力的同步误差;方案中采用液压系统压力反馈的方法解决了闪光焊中不方便安装里传感器的问题.考虑到液压系统的特点,使用AMESim液压仿真软件中的控制库和机械库建立了钢坯闪光焊的非线性液压系统模型、机械耦合系统模型,在Simulink中建立了控制系统的模型;为了验证控制器的性能,液压系统在建模过程中使各个分支的参数略有差异.仿真模型中建立了AMESim软件和Simulink软件的通信接口,通过这个接口实现了基于AMESim/Simulink的电液联合仿真;仿真结果表明基于单神经元预测控制的同步误差调节器在消除顶锻阶段同步误差上具有明显的作用.

关键词：闪光焊同步误差 AMESim 联合仿真无头轧制

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伺服机构负载模拟系统设计与动态特性分析

北京航空航天大学学报 2014年第9期40卷 1225-1230页

作者：张朋付永领郭彦青祁晓野北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

针对火箭发动机喷管伺服机构的负载模拟问题,采用机械的方式,设计了一种可对伺服机构的惯性负载、摩擦力矩负载、弹性力矩负载、安装刚度以及发动机喷管柔性特征进行模拟的负载模拟器,并建立了模拟器和伺服机构数学模型.仿真分析了惯性... 详细信息

针对火箭发动机喷管伺服机构的负载模拟问题,采用机械的方式,设计了一种可对伺服机构的惯性负载、摩擦力矩负载、弹性力矩负载、安装刚度以及发动机喷管柔性特征进行模拟的负载模拟器,并建立了模拟器和伺服机构数学模型.仿真分析了惯性负载、弹性力矩以及喷管柔性对伺服机构负载多自由度特性的影响.通过对伺服机构扫频实验,负载模拟器中的负载在一定范围内调节,可复现伺服机构实际工作中的动态特性.说明该负载模拟器结构设计合理,从而为具有多自由度特性的火箭伺服机构的负载模拟系统设计提供参考.该系统已经得到实际应用.

关键词：负载模拟伺服机构数学模型动态特性多自由度

磁悬浮飞轮储能UPS系统集成应用及充放电控制方法研究

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中国电机工程学报 2017年第S1期37卷 170-176页

作者：李树胜付永领刘平王志强北京航空航天大学北京市海淀区100083 中电建路桥集团工程设计研究院有限公司北京市海淀区100048

针对传统不间断电源(uninterruptible power supply,UPS)系统中化学电池储能的不足,该文开展磁悬浮飞轮储能UPS系统研究。结合飞轮用永磁同步电机控制特性,研究基于扩展滑模观测器的无传感器充放电控制策略。首先建立系统模型和设计滑... 详细信息

针对传统不间断电源(uninterruptible power supply,UPS)系统中化学电池储能的不足,该文开展磁悬浮飞轮储能UPS系统研究。结合飞轮用永磁同步电机控制特性,研究基于扩展滑模观测器的无传感器充放电控制策略。首先建立系统模型和设计滑模观测器控制结构,在此基础上提出一种基于直流母线电压监测的参数在线修正方法,提高转子角位置估计精度。然后,给出飞轮UPS系统充放电切换策略。最后,将该文所设计控制方法应用到实际系统中,实验结果表明:飞轮UPS系统运行良好,观测器具有优越的估计性能,能够满足飞轮快速充放电控制性能要求。

关键词：磁悬浮飞轮储能UPS 永磁同步电机无传感器充放电控制扩展滑模观测器

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非相似余度作动系统动态力均衡控制策略

北京航空航天大学学报 2015年第2期41卷 234-240页

作者：范殿梁付永领郭彦青周国哲北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

随着多电/全电化飞机关键技术的发展,由功率电传作动器——电动静液作动器(EHA)和机电作动器(EMA)构成的非相似余度作动系统,成为飞机多电/全电化发展的新趋势.介绍了非相似余度作动系统的结构组成和工作原理,建立了非相似余度作动系统... 详细信息

随着多电/全电化飞机关键技术的发展,由功率电传作动器——电动静液作动器(EHA)和机电作动器(EMA)构成的非相似余度作动系统,成为飞机多电/全电化发展的新趋势.介绍了非相似余度作动系统的结构组成和工作原理,建立了非相似余度作动系统力纷争的数学模型.在此基础上,分析了非相似余度作动系统动态力纷争的产生机理,基于上述原理提出了轨迹发生器+前馈补偿器、力纷争反馈PID补偿器和EHA力控制/EMA位置控制等3种减小动态力纷争的动态力均衡控制策略,并对其进行了理论分析与设计.最后,对所提出的3种动态力均衡控制策略进行了仿真对比,并从跟踪动态性能和抗负载扰动动态性能两个方面对仿真结果进行了深入分析.分析结果为非相似余度作动系统的设计和力均衡控制提供了理论依据.

关键词：功率电传作动器非相似余度作动系统前馈补偿器动态力纷争力均衡控制策略

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大型卧式仿真转台智能化同步-干扰控制

机械工程学报 2006年第10期42卷 233-238页

作者：王锴王占林付永领纪有哲北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

针对大型卧式液压仿真转台内部双液压马达摩擦力矩干扰、负载干扰和外框双液压马达同步驱动这三个影响转台控制性能的主要问题,分析并总结出转台外框双液压马达在“等同模式”和“主从模式”下的同步驱动模糊控制规则、各种同步控制模... 详细信息

针对大型卧式液压仿真转台内部双液压马达摩擦力矩干扰、负载干扰和外框双液压马达同步驱动这三个影响转台控制性能的主要问题,分析并总结出转台外框双液压马达在“等同模式”和“主从模式”下的同步驱动模糊控制规则、各种同步控制模式的应用范围和切换规律;根据PID控制经验制定出直接自适应模糊控制规则。依据同步与PID模糊控制规则设计出同步-干扰模糊控制器并进行仿真分析。针对模糊控制器自学习能力较差等缺陷,在模糊控制的基础上,采用模糊神经网络(FNN)模型设计出多输入多输出(MIMO)的转台FNN控制器。软件仿真结果表明,当转台液压马达摩擦力矩发生变化、负载大范围波动或当转台外框两马达转速相差较大时,使用模糊神经网络模型的智能化转台控制系统具有较高的定位精度和动态性能。

关键词：三轴转台摩擦干扰同步驱动模糊控制模糊神经网络

液压飞行仿真转台外框FNN控制器设计及仿真

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北京航空航天大学学报 2006年第5期32卷 571-574页

作者：王锴王占林裘丽华付永领北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

以液压转台外框为控制对象,根据模糊控制理论,设计出直接自适应模糊控制器(DAFC,DirectAdaptivefuzzyController)和同步模糊控制器(SFC,SynchronizingfuzzyControl-ler)来解决外框负载干扰和双液压马达同步驱动这2个影响转台控制性能的... 详细信息

以液压转台外框为控制对象,根据模糊控制理论,设计出直接自适应模糊控制器(DAFC,DirectAdaptivefuzzyController)和同步模糊控制器(SFC,SynchronizingfuzzyControl-ler)来解决外框负载干扰和双液压马达同步驱动这2个影响转台控制性能的主要问题;其中直接自适应模糊控制器还与PID控制器一起组成并行控制系统来抑制系统静态误差和动态干扰.针对模糊控制器自学习能力较差等缺陷,在模糊控制的基础上,根据模糊神经网络(FNN,fuzzyNeuralNet)模型设计出多输入多输出(MIMO,Multi-InputMulti-Output)的FNN控制器.软件仿真结果表明,当转台外框负载发生变化或外框两马达转速相差较大时,使用FNN模型的智能控制系统仍具有较高的位置跟踪精度和动态性能.

关键词：模糊控制干扰同步驱动模糊神经网络