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谐波对磁悬浮转子运动轨迹的影响分析及仿真

系统仿真学报 2006年第z2期18卷 992-994页

作者：韩邦成虎刚房建成北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100083 北京控制工程研究所北京100080

与机械轴承支承的控制力矩陀螺相比,磁悬浮控制力矩陀螺具有转速高、寿命长、体积小、重量轻、精度高等优点,因此是大型航天器的理想执行机构。分析了磁轴承支承的陀螺转子在离心力与干扰力的作用下,其中心运动轨迹为圆,但由于谐波(主... 详细信息

与机械轴承支承的控制力矩陀螺相比,磁悬浮控制力矩陀螺具有转速高、寿命长、体积小、重量轻、精度高等优点,因此是大型航天器的理想执行机构。分析了磁轴承支承的陀螺转子在离心力与干扰力的作用下,其中心运动轨迹为圆,但由于谐波(主要为三次谐波)成分的存在,改变了陀螺转子中心运动轨迹(使其运动轨迹变成近似矩形或菱形)、功耗增加、引起高频干扰,并通过磁悬浮控制力矩陀螺的实验进行了验证。对于如何减小系统的功耗、提高磁悬浮转子控制系统的性能提供了理论依据。

关键词：混合磁轴承永磁偏置三次谐波计算机仿真

基于有限元的PVDF微执行器虚拟仿真实验探索

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电气电子教学学报 2019年第6期41卷 122-125,137页

作者：崔勇王秋生富立王亚伟张茜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与控制工程国家级虚拟仿真实验教学中心北京100191 清华大学深圳研究生院信息科学与技术学部深圳518055

随着全球新一轮科技革命加速推进,多学科的交叉融合势在必行。本文基于有限元仿真软件ANSYS,设计开发了一种基于PVDF(聚偏氟乙稀)纳米薄膜的微执行器虚拟仿真实验。该实验耦合了材料学、电子学等多学科知识,既有助于学生从多维度理解逆... 详细信息

随着全球新一轮科技革命加速推进,多学科的交叉融合势在必行。本文基于有限元仿真软件ANSYS,设计开发了一种基于PVDF(聚偏氟乙稀)纳米薄膜的微执行器虚拟仿真实验。该实验耦合了材料学、电子学等多学科知识,既有助于学生从多维度理解逆压电效应,又培养了学生多学科交叉的思维方式。

关键词：有限元虚拟仿真综合实验

火箭撬试验长直轨道测量控制网的建立及精度分析

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电子测量与仪器学报 2024年

作者：张昊熊芝赵子越钟陈小鹏李春森翟中生湖北工业大学机械工程学院湖北省现代制造质量工程重点实验室航空工业北京长城计量测试技术研究所

火箭撬试验在航空航天、兵器、电子、核武器研制中具有重要的试验价值，为了建立轨道测量控制网、实现火箭撬试验中时空位置参数的测量，本文提出了一种基于边角混合交汇平差模型的组合测量方法。首先，构建了基于全站仪测角信息与激光... 详细信息

火箭撬试验在航空航天、兵器、电子、核武器研制中具有重要的试验价值，为了建立轨道测量控制网、实现火箭撬试验中时空位置参数的测量，本文提出了一种基于边角混合交汇平差模型的组合测量方法。首先，构建了基于全站仪测角信息与激光跟踪仪测距信息的混合交汇平差模型，定义了构建测量误差矩阵的原则，并采用非线性最小二乘法对全局坐标进行了最优估计；其次，采用蒙特卡洛法对测量设备布局和混合交汇平差模型的精度进行了仿真分析，仿真结果表明，测量设备布设在测量范围内的中间位置，可使整体位置标坐标测量误差达到最小，进一步减小平差模型中初始值误差，提高模型解算精度；最后，在某火箭撬试验场地进行了实验验证，在669米的测量范围内，整个轨道测量控制网的位置标距离标准差为0.19mm，验证了长直导轨测量中边角混合平差模型的可行性，该方法对全量程测量任务具有重要参考价值。

关键词：火箭撬试验轨道测量控制网平差模型最小二乘激光跟踪仪全站仪

基于标准互相关函数的图像分辨率自动标定方法

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光学学报 2008年第6期28卷 1117-1123页

作者：孙明磊宗光华董代石晶欣北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083 北京航天控制仪器研究所北京100039

理想规则图像特征经标准互相关函数匹配后,相似函数C*(x)可用确定的解析式Z(x)表达。但是对于含噪声图像,相似函数C(x)较之C*(x)发生了变化,但存在"零相似不变性"。将此原理应与于显微视觉中图像物面分辨率的在线标定,推导了矩形图像特... 详细信息

理想规则图像特征经标准互相关函数匹配后,相似函数C*(x)可用确定的解析式Z(x)表达。但是对于含噪声图像,相似函数C(x)较之C*(x)发生了变化,但存在"零相似不变性"。将此原理应与于显微视觉中图像物面分辨率的在线标定,推导了矩形图像特征的一维相似函数解析式Z(x);求解C(x)=0作为Z(x)的近似,并给出了具体标定算法;通过仿真图像实验,给出标定算法的正确度在0.1～0.2pixel;最后,将标定算法应用于可连续变焦的微对准装配系统,实测算法的精密度可达为0.08pixel。实验结果表明,基于"零相似不变性"的标定算法是具有实用性的亚像素标定方法。

关键词：信息光学显微视觉图像标定标准互相关

基于干扰观测器的双框架变速率控制力矩陀螺解耦控制

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机械工程学报 2017年第10期53卷 52-59页

作者：宁欣韩邦成房建成北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 北京航空航天大学新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室北京100191 北京航空航天大学北京市高速磁悬浮电机技术及应用工程技术研究中心北京100191

双框架变速率控制力矩陀螺(Double-gimbaled variable-speed control moment gyroscope,DGVSCMG)是航天器重要姿态执行机构。它由内外框架速率伺服系统和转速可变的高速转子组成,有飞轮和控制力矩陀螺(Control moment gyroscope,CMG)两种工作模式。在两种工作模式下,框架伺服系统都会受到不匹配干扰,降低速率伺服性能,影响DGVSCMG的输出力矩精度,需要加以抑制。为了提高框架系统抗扰性能,并保证系统角速率伺服精度,提出一种基于干扰观测器(Disturbance observer,DO)与状态反馈的解耦控制方法。在对DGVSCMG框架系统的不匹配扰动建模与分析的基础上,利用鲁棒控制思想设计控制器与干扰观测器参数,并对全局系统进行了稳定性分析。仿真和试验结果表明,所提出的方法可有效抑制双框架伺服系统干扰,并满足DGVSCMG框架系统的性能要求。

关键词：双框架变速率控制力矩陀螺框架伺服系统解耦控制干扰观测器不匹配干扰抑制

磁悬浮分子泵高速转子章动相位裕度跟踪补偿控制

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机械工程学报 2018年第17期54卷 100-107页

作者：郑世强陈诚刘刚杨景裕北京航空航天大学惯性技术重点实验室北京100191 北京航空航天大学北京市高速磁悬浮电机技术及应用工程技术研究中心北京100191

针对磁悬浮分子泵转子在高速运转时章动模态造成的失稳问题,提出一种基于交叉反馈的章动相位裕度跟踪补偿控制方法。利用磁悬浮转子系统的复系数建模方法,定量分析闭环控制作用下扁平转子的阻尼章动频率,确立章动频率与控制系统参数及... 详细信息

针对磁悬浮分子泵转子在高速运转时章动模态造成的失稳问题,提出一种基于交叉反馈的章动相位裕度跟踪补偿控制方法。利用磁悬浮转子系统的复系数建模方法,定量分析闭环控制作用下扁平转子的阻尼章动频率,确立章动频率与控制系统参数及转速间的解析关系,设计自适应滤波器跟踪提取章动频率信号,应用于交叉反馈的章动控制通道,实现全转速范围内对章动相位裕度的跟踪补偿控制。仿真结果表明,章动频率解算精确,基于交叉反馈的章动模态控制方法可有效解决磁悬浮高速转子全转速范围内的章动模态稳定控制问题。最后,将所提方法应用于所研制的大抽速磁悬浮分子泵控制系统,章动模态振动幅值被抑制在-60 d B以下,消除了章动模态对控制系统稳定性的影响,确保了磁悬浮分子泵长期可靠运行。

关键词：磁轴承自适应跟踪滤波器交叉反馈

可逆式冷轧内应力仿真及立辊侧轧变形控制研究

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航空材料学报 2006年第2期26卷 8-11页

作者：赵丽丽张以都北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083

基于有限元软件***,采用弹-塑性大变形有限元法,建立三维可逆式轧制有限元模型,仿真出可逆式两道次冷轧中咬入-抛出-反转过程应力的产生及变化,解决了实际生产中铝合金厚板可逆式冷轧咬入困难及变形难以控制的难题。仿真结果与实验测试... 详细信息

基于有限元软件***,采用弹-塑性大变形有限元法,建立三维可逆式轧制有限元模型,仿真出可逆式两道次冷轧中咬入-抛出-反转过程应力的产生及变化,解决了实际生产中铝合金厚板可逆式冷轧咬入困难及变形难以控制的难题。仿真结果与实验测试结果比较验证了该有限元模型的合理性。可逆式多道次轧制可以减小上道次轧制应力,轧制应力沿厚度方向呈M型分布。控制宽展的立辊侧轧引起的狗骨形截面可通过侧轧后再小压下量平轧进行矫正,得到平直度符合公差的板材。

关键词：可逆式冷轧残余应力宽展平直度立辊侧轧

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基于数字滤波器的伺服系统谐振抑制方法

北京航空航天大学学报 2015年第3期41卷 485-491页

作者：王建敏吴云洁刘佑民张武龙北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室北京100191 北京航天发射技术研究所北京100076 北京仿真中心导弹控制系统仿真国防科技重点实验室北京100854

针对飞行仿真伺服系统(转台)中存在的机械谐振问题,在分析传统陷波器及二阶低通滤波器谐振抑制原理的基础上,提出了一种双二次谐振抑制数字滤波器.该双二次型数字滤波器结合了传统陷波器和二阶低通滤波器的特点,能够将谐振点和反谐振点... 详细信息

针对飞行仿真伺服系统(转台)中存在的机械谐振问题,在分析传统陷波器及二阶低通滤波器谐振抑制原理的基础上,提出了一种双二次谐振抑制数字滤波器.该双二次型数字滤波器结合了传统陷波器和二阶低通滤波器的特点,能够将谐振点和反谐振点同时抑制.通过理论分析与仿真验证相结合的方式,阐述了该双二次型数字滤波器能够同时抑制正反谐振点的原理,并将该滤波器加入到了转台系统中进行实验.实验结果表明,所设计的滤波器在提高跟踪精度的同时有效拓宽了系统的带宽.

关键词：伺服系统机械谐振谐振抑制陷波器数字滤波器双二次滤波器

一种2-DOF类球面并联转台的动力学建模及分析

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机械工程学报 2013年第13期49卷 24-31页

作者：陈斌宗光华于靖军东昕北京航空航天大学机器人研究所北京100191

2自由度并联转台凭借其运动方式的特殊性,提高了传统转台在大负载、高速度、高加速度及大范围转动条件下的运动性能,具有广阔的应用前景。显然,精确的动力学模型是实现其高速、高精度运动控制的前提条件。Omni-Wrist III是一种可实现类... 详细信息

2自由度并联转台凭借其运动方式的特殊性,提高了传统转台在大负载、高速度、高加速度及大范围转动条件下的运动性能,具有广阔的应用前景。显然,精确的动力学模型是实现其高速、高精度运动控制的前提条件。Omni-Wrist III是一种可实现类球面运动的2自由度并联转台,具有结构对称,工作空间大等特点。基于其几何结构的特殊性,建立该机构的几何约束方程,推导出一种简化的动平台运动学模型,在此基础上得到各支链的运动学模型。从机构运动学模型出发,建立基于Lagrange方法的机构动力学模型,讨论转台有效惯量随机构位形的变化规律及简化条件,最后对其动力学特性进行仿真分析。该模型可用于结构组件设计的改进、控制模型的参数识别及电动机的选型。

关键词：并联机构运动学动力学拉格朗日法