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阻尼矢量图法设计输入整形器抑制柔性机械臂的残留振荡

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机械科学与技术 2008年第3期27卷 405-407,412页

作者：包艳长沙学院电子与通讯工程系长沙410003

输入整形技术的研究源于抑制小阻尼伺服系统振荡模态的残留振荡,其能以简单的开环控制实现系统的快速定位,因而在抑制高精度定位系统的残留振荡方面得到了广泛应用。本文提出了一种新的输入整形器的分析设计方法———阻尼矢量图,即将... 详细信息

输入整形技术的研究源于抑制小阻尼伺服系统振荡模态的残留振荡,其能以简单的开环控制实现系统的快速定位,因而在抑制高精度定位系统的残留振荡方面得到了广泛应用。本文提出了一种新的输入整形器的分析设计方法———阻尼矢量图,即将无阻尼系统的矢量图法推广应用于有阻尼系统,为有阻尼系统提供了一种输入整形器的图形化分析与设计方法,其运用简便、直观,且能在图上直接对输入整形器的鲁棒性进行分析,将其应用于柔性机械臂的残留振荡控制中,仿真结果验证了按此方法设计的输入整形器确能抑制残留振荡。

关键词：输入整形器阻尼矢量图残留振荡鲁棒性柔性机械臂

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基于阻尼矢量图法的输入整形器的分析与设计

制造业自动化 2006年第11期28卷 61-65页

作者：包艳长沙学院电子与通讯工程系长沙410003

提出了一种新的输入整形器的分析设计方法-阻尼矢量图,即将无阻尼系统的矢量图法推广应用于有阻尼系统,为有阻尼系统提供了一种输入整形器的图形化分析与设计方法,其运用简便、直观,且能在图上直接对输入整形器的鲁棒性进行分析。仿真... 详细信息

提出了一种新的输入整形器的分析设计方法-阻尼矢量图,即将无阻尼系统的矢量图法推广应用于有阻尼系统,为有阻尼系统提供了一种输入整形器的图形化分析与设计方法,其运用简便、直观,且能在图上直接对输入整形器的鲁棒性进行分析。仿真结果验证了按此方法设计的输入整形器确能抑制残留振荡。

关键词：输入整形器阻尼矢量图残留振荡鲁棒性

复数法设计输入整形器抑制柔性机械臂的残留振荡

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机械设计与制造 2007年第5期 182-184页

作者：包艳长沙学院电子与通讯工程系长沙410003

提出了一种新的输入整形器的分析设计方法-复数法。即根据系统残留振荡的特点,用复数表示输入整形器的各脉冲,将输入整形器的运算转化为数学运算,并将其应用于柔性机械臂的残留振荡控制中,仿真结果验证了按此方法设计的输入整形器确能... 详细信息

提出了一种新的输入整形器的分析设计方法-复数法。即根据系统残留振荡的特点,用复数表示输入整形器的各脉冲,将输入整形器的运算转化为数学运算,并将其应用于柔性机械臂的残留振荡控制中,仿真结果验证了按此方法设计的输入整形器确能抑制残留振荡。

关键词：输入整形器复数法残留振荡柔性机械臂

基于极不灵敏法的EI输入整形器的分析与设计

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制造业自动化 2008年第10期30卷 61-64页

作者：包艳单海云长沙学院电子与通讯工程系湖南长沙410003 北京机械工业自动化研究所北京100011

文章采用极不灵敏法来设计EI输入整形器,在Singhose[1,2]提出的极不灵敏法基础上,完成了对无阻尼系统多峰EI输入整形器的推导过程,仿真结果表明用此方法设计的输入整形器能有效地抑制残留振荡,且较之ZV和ZVD整形器,其鲁棒性得到进一步... 详细信息

文章采用极不灵敏法来设计EI输入整形器,在Singhose[1,2]提出的极不灵敏法基础上,完成了对无阻尼系统多峰EI输入整形器的推导过程,仿真结果表明用此方法设计的输入整形器能有效地抑制残留振荡,且较之ZV和ZVD整形器,其鲁棒性得到进一步的改善,但这种鲁棒性的改善是以牺牲响应速度为代价的。

关键词：输入整形器 EI输入整形器残留振荡鲁棒性

双输入整形器抑制两轴转动太阳翼调姿后的残余振动

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噪声与振动控制 2011年第6期31卷 1-4,9页

作者：朱春艳绍济明唐国安复旦大学力学与工程科学系上海200433 上海航天技术研究院上海201108

在非惯性系下建立太阳电池翼的运动方程,完成双输入整形器的理论推导,解决两轴转动太阳电池翼调姿后的残余振动问题。双输入整形器根据太阳电池翼的结构固有振动特性,包括固有频率、阻尼比、质量阵和模态向量,针对每个转角输入设计基于... 详细信息

在非惯性系下建立太阳电池翼的运动方程,完成双输入整形器的理论推导,解决两轴转动太阳电池翼调姿后的残余振动问题。双输入整形器根据太阳电池翼的结构固有振动特性,包括固有频率、阻尼比、质量阵和模态向量,针对每个转角输入设计基于连续传递函数的双输入整形器,用于抑制两轴转动太阳电池翼调姿后的残余振动。通过太阳电池翼弯曲-扭转两轴转动有限元模型动力学仿真,验证整形后的转角输入函数驱动太阳电池翼调姿能有效抑制残余振动,且在电池翼结构参数有所震荡的情况下具有较好的鲁棒性。

关键词：振动与波太阳电池翼输入整形器姿态调整残余振动

面向柔性负载振动抑制的直线电机输入整形器设计

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面向柔性负载振动抑制的直线电机输入整形器设计

作者：赵砚秋哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

直线电机在在生产生活和科技领域的应用越来越广，同时柔性体作为直线电机负载的场景也越来越多：出于对速度、质量或者柔软性的要求，柔性臂的应用越来越广泛;饮品、香水等生活用品，熔融金属、润滑剂等工业材料，液体燃料、化学药品... 详细信息

直线电机在在生产生活和科技领域的应用越来越广，同时柔性体作为直线电机负载的场景也越来越多：出于对速度、质量或者柔软性的要求，柔性臂的应用越来越广泛;饮品、香水等生活用品，熔融金属、润滑剂等工业材料，液体燃料、化学药品等科技产品中，液体也是不可或缺的重要部分。柔性臂的振动和液体的晃动会对生产的安全性、系统的稳定性、控制的准确性带来很大的挑战。本文的研究目标是使柔性臂无振动地进行点位运动，以及使盛有液体的容器无晃动地运动到指定位置。在此基础上，针对柔性臂和液体的不同特点，设计合理的控制器，使其能够更快地到达指定位置。本文的具体研究内容如下：　　首先针对搭载柔性臂的直线电机系统，设计了带粒子群优化的输入整形器。使系统先按照梯形速度曲线运动，由末端的加速度传感器采集振动数据，将这些数据输入到粒子群优化算法中，以加速度误差作为评价函数，在优化过程中不断改变整形器参数，得到最优的输入整形器。将整形器作为前馈控制器加入到系统中，得到最终的控制系统。经过仿真和实验，这种方法实现了抑制振动的效果。　　其次，针对搭载贮液容器的直线电机系统，同样使用了带粒子群优化的输入整形器，但是创新性地使用直线电机反馈的电流值，估计液体给容器壁的冲击力，从而估计液体的晃动情况。用单摆模型对液体建立等效数学模型，在此基础上采用扩展卡尔曼滤波器对电流数据进行调整，得到最终的数据。使用与柔性臂振动抑制相似的方法得到最终的控制系统。这种方法避免了使用液体传感器，对于熔融金属、浓硫酸以及其他不便安装液位传感器的场合的晃动抑制有重要意义。　　然后，由于液体晃动周期长，设计得到的输入整形器会有较大的时延，并且开环的控制方式难以对外部干扰做出响应，针对这些问题，对于可以安装液位传感器的场合，采用了闭环、实时的控制方法。设计了用于液体晃动抑制的滑模面，该滑模面可以生成抑制晃动的新轨迹。并根据设计的参数，计算得到时延远小于原本值的输入整形器的新参数。创新性地使用输入整形器配合设计的滑模面，可以了得到更好的效果。采用了Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性和收敛性，仿真和实验也证明了控制器的有效性。　　最后，为了使振荡抑制得到更好的效果，需要使直线电机很好地跟踪上述轨迹。但是由于直线电机本身存在建模误差、参数变化、摩擦力和纹波力等问题，以及上述实验中由振荡的负载引入的外部扰动，用原有的滑模控制难以达到良好的轨迹跟踪效果。本文创新性地采用了基于神经网络的自适应滑模控制方法，改善了控制器对于系统的模型参数误差和外部干扰的处理能力。经过数学分析证明了系统的稳定性和收敛性，进一步通过仿真和实验，证明系统对于参考轨迹有良好的速度和位置跟踪性能。

关键词：直线电机振动抑制输入整形器结构设计

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闭环输入整形器控制策略研究

闭环输入整形器控制策略研究

作者：经迎龙电子科技大学

学位级别：硕士

折叠式高空作业车用来运送工作人员和使用器材到达指定现场进行高空作业的专用汽车,广泛应用于各个行业。随着国内经济的快速发展,其需求量越来越大,其性能的要求也越来越高。由于振动模态的存在,作业平台定位时总会产生残留振荡,从而... 详细信息

折叠式高空作业车用来运送工作人员和使用器材到达指定现场进行高空作业的专用汽车,广泛应用于各个行业。随着国内经济的快速发展,其需求量越来越大,其性能的要求也越来越高。由于振动模态的存在,作业平台定位时总会产生残留振荡,从而影响其定位性能。然而,目前对残留振荡的抑制研究主要针对船舶起重机、桥式起重机、伸缩臂式高空作业车等。因此,对折叠式高空作业车的残留振荡的抑制研究是当前很紧迫的课题研究之一。输入整形器是一种前馈型的开环控制技术,可以在不改变原系统架构的前提下抑制其残留振荡,避免了增加阻尼和提高刚度而引起系统的质量增加,因此在抑制柔性系统的残留振荡方面得到了广泛应用。但是,若受控对象受到外界干扰或参数不确定,那么开环控制系统就得不到预期的输出量。闭环控制则克服了这一缺点,通过跟踪输出量来减少由于外界干扰或参数不确定时的影响。本论文以折叠式高空作业车为研究对象,对其残留振荡的抑制进行研究。研究内容主要分为四个部分: 首先,对折叠式高空作业车进行数学建模。针对其数学模型是一个复杂的多输入多输出且激励不足的耦合的非线性系统,使用了逆系统的方法对该系统进行线性化设计。其次,基于逆系统的方法设计了伪线性系统,再将系统的状态变量进行反馈,构成状态反馈控制系统。在此基础上,控制系统又增加了PI控制器,设计了鲁棒性闭环控制系统,从而提高了系统的鲁棒性。然后,为了抑制折叠式高空作业车的残留振荡,通过使用输入整形器设计了外循环输入整形器（OLIS）和内循环输入整形器（CLIS）闭环控制策略,并分析了其稳定性。最后,使用MATLAB对这些控制系统进行仿真,数值仿真结果表明:OLIS闭环控制策略具有更好的定位性能和鲁棒性,有效地抑制了系统的残留振荡。

关键词：输入整形器闭环控制残留振荡逆系统

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EI输入整形器的设计方法研究

长沙大学学报 2006年第2期20卷 43-46,71页

作者：包艳薛冬红长沙大学电子与通讯工程系湖南长沙410003

采用极不灵敏法来设计极不灵敏输入整形器,在Singhose提出的极不灵敏法基础上,完成了对无阻尼系统多峰极不灵敏输入整形器的推导过程,仿真结果表明用此方法设计的输入整形器能有效地抑制残留振荡,且较之ZV和ZVD整形器,其鲁棒性得到进一... 详细信息

采用极不灵敏法来设计极不灵敏输入整形器,在Singhose提出的极不灵敏法基础上,完成了对无阻尼系统多峰极不灵敏输入整形器的推导过程,仿真结果表明用此方法设计的输入整形器能有效地抑制残留振荡,且较之ZV和ZVD整形器,其鲁棒性得到进一步的改善,但这种鲁棒性的改善是以牺牲响应速度为代价的.

关键词：输入整形器极不灵敏输入整形器残留振荡鲁棒性

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基于输入整形器的公转电机振动抑制

自动化技术与应用 2016年第7期35卷 73-76页

作者：韩记晓张常江万勇利刘洋陈兴林哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

光刻机是超高精度控制系统,需要实现纳米级的运动与定位精度。而在光刻系统的换台过程中,公转电机处于核心位置,对其性能要求比较高,我们常用定位速度以及精度这些指标来衡量它的性能。但由于运动过程中,公转电机在快速定位时总会产生振... 详细信息

光刻机是超高精度控制系统,需要实现纳米级的运动与定位精度。而在光刻系统的换台过程中,公转电机处于核心位置,对其性能要求比较高,我们常用定位速度以及精度这些指标来衡量它的性能。但由于运动过程中,公转电机在快速定位时总会产生振动,从而影响其定位速度及精度。因此本文针对双工件台换台过程中公转电机的残留振荡,提出了一种基于粒子群优化算法的输入整形器,来提高公转电机的定位速度和精度,从而优化换台时间,缩短光刻机的硅片生产时间。

关键词：公转电机输入整形器粒子群优化算法