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机械工程学报 2022年第6期58卷 153-168页

作者：夏光许立平唐希雯陈无畏合肥工业大学汽车工程技术研究院合肥230009 合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 国防科技大学电子对抗学院合肥230037

为提高平衡重式叉车在急转工况下抗侧翻能力,在叉车结构分析的基础上建立两阶段侧翻动力学模型,基于两阶段横向载荷转移率LTR1、LTR2进行叉车侧翻机理分析与稳定域划分,将叉车稳定性状态分为稳定域、相对稳定域、危险域和异常危险域,提... 详细信息

为提高平衡重式叉车在急转工况下抗侧翻能力,在叉车结构分析的基础上建立两阶段侧翻动力学模型,基于两阶段横向载荷转移率LTR1、LTR2进行叉车侧翻机理分析与稳定域划分,将叉车稳定性状态分为稳定域、相对稳定域、危险域和异常危险域,提出基于稳定域划分的叉车防侧翻分级控制策略,根据不同的稳定域选择不同的防侧翻控制执行机构:动平衡块、液压支撑油缸和转向油缸。设计叉车防侧翻控制器,由上层稳定域识别控制器、中层模型预测控制器(Model predictive control,MPC)与下层执行控制器组成;上层稳定域识别控制器基于两阶段横向载荷转移率进行叉车稳定域识别,中层MPC控制器以车身侧偏角和横摆角速度为控制目标计算所需控制力矩,下层执行控制器采用改进链式递增分配方式对动平衡块、液压支撑油缸和转向油缸进行控制,以满足目标控制力矩。基于Matlab/Simulink进行仿真与实车试验验证,结果表明基于稳定域划分的平衡重式叉车防侧翻控制可大大降低叉车侧翻危险,提高叉车的安全性。

关键词：平衡重式叉车稳定域划分横向载荷转移率模型预测控制改进链式递增分配

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基于稳定域划分与输入时滞的平衡重式叉车防侧翻控制研究

基于稳定域划分与输入时滞的平衡重式叉车防侧翻控制研究

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作者：许立平合肥工业大学

学位级别：硕士

随着中国经济的飞速发展,叉车作为搬运工具在国内许多行业中起到重要作用。由于平衡重式叉车工作环境复杂,尤其在高速转向工况下容易发生横向失稳甚至侧翻的危险,造成人员伤亡和经济损失,因此进行叉车侧翻机理与防侧翻控制研究显得至关... 详细信息

随着中国经济的飞速发展,叉车作为搬运工具在国内许多行业中起到重要作用。由于平衡重式叉车工作环境复杂,尤其在高速转向工况下容易发生横向失稳甚至侧翻的危险,造成人员伤亡和经济损失,因此进行叉车侧翻机理与防侧翻控制研究显得至关重要。本文在叉车结构分析的基础上建立叉车侧翻动力学模型,提出了基于稳定域划分的叉车防侧翻分层控制策略与考虑输入时滞的叉车防侧翻动态输出反馈H∞控制策略,并进行仿真与实车试验验证。主要研究内容与结果如下:(1)在平衡重式叉车结构特性与侧翻机理分析的基础上,考虑轮胎非线性特性,建立了叉车两阶段三自由度侧翻动力学模型:限位块未接触的第一阶段模型和限位块接触的第二阶段模型;为了降低模型复杂度,建立了全工况叉车三自由度侧翻动力学模型;考虑平衡重式叉车“前驱动桥+后转向桥”的三点支撑式结构特点,确定了平衡重式叉车防侧翻控制执行机构:液压支撑油缸、动平衡块和转向油缸,进行侧向支撑、横向载荷和主动转向控制调节。(2)考虑平衡重式叉车侧翻过程的特殊性,确定了侧倾第一阶段横向载荷转移率LTR1和第二阶段横向载荷转移率LTR2作为评价指标,并进行了稳定域划分:稳定域、相对稳定域、危险域和异常危险域;提出了基于稳定域划分的叉车防侧翻分层控制策略,上层稳定域识别控制器进行叉车侧翻状态识别;中层模型预测控制器MPC以车身侧偏角和横摆角速度为控制目标计算所需控制力矩;下层执行控制器采用改进链式递增分配方法对动平衡块、液压支撑油缸和转向油缸进行控制力矩分配,以减小侧倾过程中的侧倾角与横摆角速度,提高叉车横向稳定性。(3)考虑执行器输入时滞,进行平衡重式叉车防侧翻动态输出反馈H∞控制,构造了叉车防侧翻T-S模糊系统,以叉车横向载荷转移率LTR作为控制目标,设计了动态输出反馈H∞控制器,以保证具有H∞扰动衰减水平和输出约束的闭环系统的渐近稳定性;利用Lyapunov理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,构造了期望的动态输出反馈控制器,以降低叉车恢复稳定过程中的抖动,提高了叉车防侧翻控制系统的鲁棒性。(4)进行了叉车防侧翻控制系统硬件与软件的设计与调试、基于欧标工况的实车试验验证,试验结果表明所提出的控制策略可有效提高叉车主动安全性与系统的稳定性。

关键词：平衡重式叉车稳定域划分模型预测时滞动态反馈H∞ 实车试验

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柔性焊锡机器人THT组装工艺参数敏感度分析及区间优化

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西北工业大学学报 2024年第1期42卷 70-77页

作者：俞涛赵盼王继孔王飞茹王磊马国良侯晶西安电子工程研究所陕西西安710100 西安明德理工学院智能制造与控制技术学院陕西西安710124 西北工业大学机电学院陕西西安710072

针对机器人焊接关键工艺参数的选取依赖人工经验的问题,通过响应面法建立了自动化焊锡机器人THT组装工艺参数经验模型,并验证了该模型的可靠性。在此基础上,利用蒙特卡罗模拟分析关键焊接工艺参数的多参数相对敏感度,并绘制了单工艺参... 详细信息

针对机器人焊接关键工艺参数的选取依赖人工经验的问题,通过响应面法建立了自动化焊锡机器人THT组装工艺参数经验模型,并验证了该模型的可靠性。在此基础上,利用蒙特卡罗模拟分析关键焊接工艺参数的多参数相对敏感度,并绘制了单工艺参数区间敏感度曲线。基于敏感度原理设计了工艺参数稳定域划分方法,获得了面向焊接质量综合分的工艺参数稳定域,并将该稳定域进行压缩得到机器人焊接工艺参数优选区间为:加热温度350~368℃,焊接时间1.31~1.48 s,送锡体积1.5~2.0 mm^(3),在工艺参数优选区间内焊接质量综合分平均值为90.2分。

关键词：焊锡机器人焊接工艺参数敏感度分析稳定域划分区间优选

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多时滞风电系统的小信号多连通稳定区域划分

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电力系统自动化 2024年

作者：马晓阳赵阳俊梁锦文肖先勇万雨恒汪颖四川大学电气工程学院

含风电的电力系统中由时滞导致的非线性分岔现象对于系统稳定性具有重要影响。时滞的引入会使风电系统转变为无限维动力系统，难以直接用分岔理论刻画系统的稳定区域。因此，提出一种基于Lyapunov-Schmidt约化的时滞风电系统稳定域划分... 详细信息

含风电的电力系统中由时滞导致的非线性分岔现象对于系统稳定性具有重要影响。时滞的引入会使风电系统转变为无限维动力系统，难以直接用分岔理论刻画系统的稳定区域。因此，提出一种基于Lyapunov-Schmidt约化的时滞风电系统稳定域划分方法，实现时滞风电系统的分岔分析与小信号稳定域的划分。首先，建立系统的非线性微分-代数方程模型。基于延拓法定位各类分岔点，并以此为边界划分参数平面中的小信号稳定域；其次，考虑时滞的影响，建立修改后的风电系统动力学模型。基于Lyapunov-Schmidt约化对无限维多时滞风电系统进行降维。最后，通过求解降维后的有限维分岔映射，得到时滞影响下分岔点的分布情况，进而对时滞空间中的小信号多连通稳定区域进行划分。通过时域仿真验证了时滞空间中稳定域划分的准确性。

关键词：风电系统分岔分析稳定域划分时滞李雅普诺夫-施密特约化

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