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电磁作动器出力特性及自适应抑制算法

振动与冲击 2022年第1期41卷 298-304页

作者：张庆伟俞翔闫政涛杨理华海军工程大学动力工程学院武汉430033 海军工程大学舰船与海洋学院武汉430033 江汉大学智能制造学院武汉430056 海军潜艇学院动力操纵系山东青岛266199 中国科学院声学研究所噪声与振动重点实验室北京100190

针对隔振系统受到强烈干扰或冲击,导致控制器输出信号超出作动器工作电流范围,使控制系统失效的问题,提出了一种自适应饱和抑制算法。首先对电磁作动器特性进行分析,得出作动器会随电流增大产生磁饱和现象导致进入饱和区。然后在FXLMS... 详细信息

针对隔振系统受到强烈干扰或冲击,导致控制器输出信号超出作动器工作电流范围,使控制系统失效的问题,提出了一种自适应饱和抑制算法。首先对电磁作动器特性进行分析,得出作动器会随电流增大产生磁饱和现象导致进入饱和区。然后在FXLMS算法基础上引入抑制因子对控制权系数更新进行修正,从而增强在受到强烈干扰或冲击系统的鲁棒性。仿真和试验结果表明,该算法较好地解决了作动器饱和影响,对双频激励取得了显著的控制效果,在受到冲击时展现了良好的鲁棒性。

关键词：主动隔振电磁作动器磁饱和自适应抑制算法鲁棒性

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电磁作动器非线性输出力建模方法

电机与控制学报 2020年第9期24卷 115-125页

作者：刘伟高扬中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 中国科学院大学北京100049

针对具有复杂磁场分布的电磁作动器非线性输出力建模问题,提出一种实验测试和回归分析相结合的建模方法。通过标定实验测量磁场工作区域内若干不同空间位置点处的电磁力,基于标定实验数据,采用多项式回归方法和高斯过程回归方法建立电... 详细信息

针对具有复杂磁场分布的电磁作动器非线性输出力建模问题,提出一种实验测试和回归分析相结合的建模方法。通过标定实验测量磁场工作区域内若干不同空间位置点处的电磁力,基于标定实验数据,采用多项式回归方法和高斯过程回归方法建立电磁力模型。基于多项式回归方法建立电磁力的多项式形式的参数模型,通过最小二乘法计算多项式模型系数。基于高斯过程回归方法建立电磁力的条件概率模型,分析协方差函数的选择以及超参数的优化确定算法。以空间微重力主动隔振装置中电磁作动器为例,对比多项式电磁力模型和高斯过程回归电磁力模型的预测精度和计算效率。多项式电磁力模型的一次预测计算时间小于1 ns,主方向电磁力的预测精度优于12.5‰。高斯过程回归电磁力模型的一次预测计算时间约为24 ms,主方向电磁力的预测精度优于8‰。

关键词：电磁作动器非线性实验法建模多项式回归高斯过程回归

电磁作动器在主动隔振系统中的频响及耦合特性

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振动与冲击 2008年第11期27卷 177-181页

作者：侯军芳白鸿柏陶帅赵海涛军械工程学院自行火炮教研室石家庄050003

作动器的动态特性对主动振动控制的效果起着关键的影响作用。针对电磁作动器的频响特性进行研究,建立了典型线圈电磁作动器的力学模型,分析了不同负载时电磁作动器的频响特点。考虑电磁作动器与被控隔振系统的耦合影响,建立了电磁作动... 详细信息

作动器的动态特性对主动振动控制的效果起着关键的影响作用。针对电磁作动器的频响特性进行研究,建立了典型线圈电磁作动器的力学模型,分析了不同负载时电磁作动器的频响特点。考虑电磁作动器与被控隔振系统的耦合影响,建立了电磁作动器的作动力与输入电压之间的频响函数,分析了反馈增益及被控系统参数对电磁作动器频响特性的影响规律。结果表明,加速度、速度和位移三个反馈增益分别影响作动器的高频、中低频和低频性能,被控系统的质量、阻尼和刚度主要影响作动器的高频、中高频和低频特性。为提高精密主动隔振系统的控制精度,应考虑作动器与被控系统的耦合影响。

关键词：电磁作动器主动隔振频响特性耦合影响

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复合式电磁作动器设计及特性试验

中国机械工程 2018年第1期29卷 82-88页

作者：彭虎张进秋刘义乐彭志召张建张立君装甲兵工程学院技术保障工程系北京100072 装甲兵工程学院装备试用与培训大队北京100072 装甲兵工程学院教练团北京100072

为回收车辆悬挂振动能量,解决减振及馈能之间的矛盾,提高悬挂系统可靠性,以某型军用轮式越野车辆为基础,设计了一款旋转电机与磁流变减振器(MRD)并联的复合式电磁作动器。以齿轮齿条作为运动转换装置,利用多目标遗传算法(MOGA)对MRD进... 详细信息

为回收车辆悬挂振动能量,解决减振及馈能之间的矛盾,提高悬挂系统可靠性,以某型军用轮式越野车辆为基础,设计了一款旋转电机与磁流变减振器(MRD)并联的复合式电磁作动器。以齿轮齿条作为运动转换装置,利用多目标遗传算法(MOGA)对MRD进行了优化设计,并对电机、减速机进行了参数计算和选型。加工试制了原理样机,分别对该复合式电磁作动器基础阻力、主动出力特性、馈能特性及MRD示功特性进行了试验研究。结果表明:该复合式电磁作动器可实现最大主动出力1 930N,悬挂相对运动速度0.52m/s条件下馈能电压可达43V,而MRD部分2A电流下最大阻尼力为1100N,可调倍数接近6,各项指标满足设计要求,适用于车辆工程领域。

关键词：复合式电磁作动器磁流变减振器特性试验

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一种新型电磁作动器电磁力影响参数分析

振动．测试与诊断 2017年第4期37卷 729-734页

作者：宁一高石勇张仰成哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001 北京卫星制造厂北京100190

针对各参数对一种新型电磁作动器电磁力影响机理的问题,利用ANSYS软件建立了该电磁作动器的电磁力仿真计算模型,并对加工好的样机电磁力进行试验测量。结果表明,仿真计算结果能够与试验数据很好的吻合,最大相对误差仅为11.6%,从而验证... 详细信息

针对各参数对一种新型电磁作动器电磁力影响机理的问题,利用ANSYS软件建立了该电磁作动器的电磁力仿真计算模型,并对加工好的样机电磁力进行试验测量。结果表明,仿真计算结果能够与试验数据很好的吻合,最大相对误差仅为11.6%,从而验证了仿真模型的有效性。利用该仿真模型分析了齿高、线圈匝数、齿数、气隙、衔铁厚度和轭铁厚度等参数对电磁力的影响,揭示了其影响机理,为这种电磁作动器的进一步优化设计奠定了基础,对类似结构的电磁执行器的设计具有一定的参考价值。

关键词：电磁作动器电磁力仿真计算试验测量影响参数

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新型高效电磁作动器的研制及特性分析

中国机械工程 2006年第18期17卷 1892-1894,1912页

作者：刘军何铁平罗石江苏大学镇江212013

研制了一种应用于发动机振动主动控制系统的新型高效电磁作动器。介绍了作动器的结构原理,对作动器的磁场进行了计算,利用Ansys软件对其弹簧刚度进行了分析。将作动器的力传递模型简化为单自由度振动系统,计算了作动器的作动力,通过Mat... 详细信息

研制了一种应用于发动机振动主动控制系统的新型高效电磁作动器。介绍了作动器的结构原理,对作动器的磁场进行了计算,利用Ansys软件对其弹簧刚度进行了分析。将作动器的力传递模型简化为单自由度振动系统,计算了作动器的作动力,通过Matlab仿真软件对其力传递特性进行了仿真分析。以正弦信号输入对作动器的作动特性进行了试验,结果表明,试验分析和仿真分析比较吻合,作动器作动力大,性能良好,可以很好地应用于发动机的振动主动控制。

关键词：振动主动控制反力控制电磁作动器特性分析

激光光路控制电磁作动器的模糊PID控制特性分析

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兵工学报 2019年第2期40卷 430-441页

作者：孙凤张琪徐方超李强金俊杰佟玲张晓友刘巍巍沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110870

为了实时控制激光切割中激光焦点与辅助气体中轴线的相对位置,提出了一种模糊PID控制的电磁作动永磁复位式3自由度电磁作动器。介绍了电磁作动器结构,建立了相应系统数学模型。采用模糊PID控制算法以仿真与实验相结合的方式研究了电磁... 详细信息

为了实时控制激光切割中激光焦点与辅助气体中轴线的相对位置,提出了一种模糊PID控制的电磁作动永磁复位式3自由度电磁作动器。介绍了电磁作动器结构,建立了相应系统数学模型。采用模糊PID控制算法以仿真与实验相结合的方式研究了电磁作动器的控制特性,并在PID控制器参数完全相同情况下,与传统PID控制算法的控制特性进行对比分析。仿真与实验结果表明:在x轴方向,与传统PID控制算法位置响应时间相比,仿真位置响应时间变化不大,实验位置响应时间减少1. 50 s;在y轴方向,与传统PID控制算法位置响应时间相比,仿真位置响应时间减少0. 48 s,实验位置响应时间减少1. 88 s.经过对模糊PID控制器参数的进一步优化,作动平台在x轴方向响应时间可达0. 10 s.与传统PID控制器相比,模糊PID控制器响应时间更短、响应速度更快。

关键词：电磁作动器数学模型模糊PID 差动控制

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采用电磁作动器的车辆主动悬架的研究

汽车工程 2012年第2期34卷 170-174页

作者：来飞黄超群重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心重庆401122 重庆工商职业学院汽车工程系重庆401520

应用电磁感应的基本原理,设计了一种响应快、出力大和动行程长的车辆主动悬架用作动器。建立了该作动器的集总元件的动力学模型并进行仿真;同时对制作的样机进行了斜坡电压输入和方波电压输入的电磁力测试,测试与仿真结果很好吻合,验证... 详细信息

应用电磁感应的基本原理,设计了一种响应快、出力大和动行程长的车辆主动悬架用作动器。建立了该作动器的集总元件的动力学模型并进行仿真;同时对制作的样机进行了斜坡电压输入和方波电压输入的电磁力测试,测试与仿真结果很好吻合,验证了模型的准确性。最后,结合最优控制理论和矢量控制方法,对包含作动器动力学模型的车辆主动悬架系统进行了正弦路面激励下的仿真分析,结果表明,与被动悬架系统相比,主动悬架系统能明显提高车辆的平顺性。

关键词：车辆主动悬架电磁作动器最优控制矢量控制

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电磁作动器信号特性分析及建模

科学技术与工程 2020年第26期20卷 10795-10800页

作者：杜闻王志乾沈铖武刘绍锦杨文昌李勤文宋卓达中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

为对一款实验所用的定制电磁作动器进行数学建模,对电磁作动器进行大量实验和测量来采集信号数据,并通过将数据进行降噪处理和积分转换等方法分析研究了电磁作动器输入输出信号,研究拟合其数据结果,建立了此电磁作动器的数学模型。结果... 详细信息

为对一款实验所用的定制电磁作动器进行数学建模,对电磁作动器进行大量实验和测量来采集信号数据,并通过将数据进行降噪处理和积分转换等方法分析研究了电磁作动器输入输出信号,研究拟合其数据结果,建立了此电磁作动器的数学模型。结果表明,建立的直观表达输入输出信号之间关系的电磁作动器数学模型满足后续工程使用要求。

关键词：电磁作动器减振控制信号处理相位差振动幅值