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光学精密工程 2018年第10期26卷 2455-2462页

作者：付云博郭同健中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为了实现对基因测序仪运动平台的高精度定位控制,建立了基因测序仪运动平台控制系统。对该系统所采用的数学建模、模型辨识、控制器设计、输入整形等方法进行研究。根据运动平台动力学方程和永磁同步直线电机电压-推力关系构建了运动平... 详细信息

为了实现对基因测序仪运动平台的高精度定位控制,建立了基因测序仪运动平台控制系统。对该系统所采用的数学建模、模型辨识、控制器设计、输入整形等方法进行研究。根据运动平台动力学方程和永磁同步直线电机电压-推力关系构建了运动平台数学模型,利用频域扫描法在实物实验的基础上辨识出运动平台的模型参数。最后,基于运动平台模型设计了双闭环控制器和前馈控制器组成的复合控制器来保证运动平台的稳定性和高精度,同时根据整个系统的主导极点设计了输入整形器以抑制运动平台的残余振荡。实验结果表明:加入了输入整形的复合控制器将运动平台的稳态重复定位精度从±1.47μm提高到±0.354μm。较传统复合控制器,本文提出的方法能使基因测序仪运动平台更快进入可用重复定位精度范围,并基本满足基因测序仪采集图像时所需的稳定性强、精度高等要求。

关键词：基因测序仪运动平台永磁同步直线电机频域扫描法输入整形重复定位精度

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基于时滞反馈控制的1/4车辆模型乘客减振研究

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科学技术与工程 2020年第29期20卷 12158-12165页

作者：吴凯伟任传波吕浩曹军帅孙志钏山东理工大学交通与车辆工程学院淄博255000

针对汽车在不平路面行驶时产生的振动会损伤汽车部件和影响乘客舒适性的问题,提出一种含时滞反馈控制的主动悬架在1/4车模型中的减振方法。该悬架模型有3个自由度,由乘客质量、车身质量和簧下质量3部分组成。通过异步学习因子粒子群算... 详细信息

针对汽车在不平路面行驶时产生的振动会损伤汽车部件和影响乘客舒适性的问题,提出一种含时滞反馈控制的主动悬架在1/4车模型中的减振方法。该悬架模型有3个自由度,由乘客质量、车身质量和簧下质量3部分组成。通过异步学习因子粒子群算法确定时滞控制参数,并将控制参数运用频域扫描法进行稳定性分析,最后建立含时滞反馈控制的主动悬架系统的仿真模型。仿真结果表明,与被动悬架相比,含时滞反馈的控制主动悬架无论在简谐激励还是路面激励下,乘客和车身加速度的均方根值都有明显降低,具有较好的减振效果。含时滞反馈的控制主动悬架在改善乘坐舒适性和行驶平顺性方面具有优越性。

关键词：时滞稳定性异步学习因子粒子群优化算法主动悬架系统频域扫描法

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具有环形吸振结构的悬架时滞减振机理研究

具有环形吸振结构的悬架时滞减振机理研究

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作者：陈雅洁山东理工大学

学位级别：硕士

传统悬架结构难以同时满足汽车平顺性和操纵稳定性的需求,时滞现象在主动控制过程中也不可避免。在系统中应用时滞反馈控制,选择合理的控制参数可以有效地减小系统的振动。考虑到上述存在的问题,本文提出了一种具有环形吸振结构的新型... 详细信息

传统悬架结构难以同时满足汽车平顺性和操纵稳定性的需求,时滞现象在主动控制过程中也不可避免。在系统中应用时滞反馈控制,选择合理的控制参数可以有效地减小系统的振动。考虑到上述存在的问题,本文提出了一种具有环形吸振结构的新型悬架结构,并将时滞状态反馈控制技术应用其中,先后提出了在不同控制对象下的单时滞反馈控制、双时滞反馈控制、基于Carsim/Simulink联合仿真的方法研究时滞反馈控制的新型悬架对车身减振的有效性。首先,提出了一种具有环形吸振结构的新型悬架结构,这种新型结构中的环形吸振质量块可以将车轮传递给车身的振动吸收,从而减小传递到车身的振动。以悬架性能指标作为优化目标函数,得出环形吸振结构的最优参数。在时域和频域上对传统悬架和新型悬架进行对比分析。结果表明,新型悬架明显改善了车身垂向加速度和轮胎动位移,提高了汽车的乘坐舒适性。然后,在1/4具有环形吸振结构的新型悬架系统中,分别对不同控制对象进行单时滞反馈控制研究。利用Routh-Hurwitz稳定性判据、特征根法和稳定性切换方法对系统在不同时滞反馈控制下的时滞无关稳定性区域以及临界时滞稳定性区域进行了分析。通过精细积分方法求解出系统振动响应,以悬架性能指标作为优化目标,得出当目标函数最小值时的最优时滞参数。再从时域和频域对比不同控制对象下时滞反馈的差别。研究结果表明,针对不同控制对象,时滞反馈控制均能减小车身的振动,但是减振效果一般。随后,将两种时滞反馈控制同时引入至具有环形吸振结构的新型悬架系统中,提出一种双时滞反馈控制的新型悬架减振方法,将不同路面激励引入目标函数模型中,优化出双时滞反馈控制下的最优参数。结合Routh-Hurwitz稳定性判据和频域扫描方法验证在最优反馈控制参数下双时滞系统的稳定性。对双时滞控制下具有环形吸振结构的新型悬架系统进行分析,并与不同单时滞控制下具有环形吸振结构的新型悬架进行对比分析。研究结果表明,具有环形吸振结构的新型悬架系统在双时滞反馈控制下能够大幅度的减小车身振动,汽车的整体性能也得到明显地提升。最后,利用Carsim/Simulink搭建联合仿真平台,对随机路面进行三维重构,通过联合仿真模型得到最优时滞反馈控制下的新型悬架系统各项性能评价指标的时域仿真分析结果,进一步验证了时滞反馈控制下的新型悬架的有效性。本文通过对具有环形吸振结构的新型悬架构建不同时滞状态反馈控制,分析了不同控制对象下的时滞状态反馈对车身减振的影响,并在车辆动力学软件中进行了验证,为车辆减振领域的研究提供了一定的参考价值。

关键词：时滞反馈控制环形吸振结构车身减振稳定性切换频域扫描法

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