国家自然科学基金(61174134)
- 作品数：9 被引量：65H指数：5
- 相关作者：魏彤郭蕊崔华汤恩琼韩邦成更多>>
- 相关机构：北京航空航天大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：机械工程电气工程自动化与计算机技术航空宇航科学技术更多>>
- 高速无刷直流电机的快速锁相控制方法被引量：2
- 2012年
- 作为航天器姿态控制的关键执行机构,控制力矩陀螺(CMG)转子的稳速精度是决定其输出力矩精度的重要因素之一,高速电机通常采用锁相环技术实现高精转速,但电机驱动电流的饱和非线性大幅度延长了锁相跟踪收敛时间和扰动恢复时间,严重影响稳速精度。本文建立了包含驱动饱和特性的高速无刷直流电机锁相控制系统模型,采用相平面法分析稳定性和跟踪时间,提出基于串联PD校正的快速锁相控制方法,针对该方法进行了仿真分析,锁相跟踪时间减少了90%,而且不会影响系统稳定性。仿真和实验结果验证了该方法的正确性和有效性。
- 信思博魏彤郭蕊
- 关键词：无刷直流电机锁相环控制非线性
- 非线性强陀螺效应磁悬浮转子的解耦控制被引量：5
- 2014年
- 针对磁悬浮控制力矩陀螺径向磁悬浮转子强非线性、强陀螺效应耦合对系统稳定性的影响,建立了磁悬浮转子多通道非线性动力学模型与功放模型,分析了磁悬浮转子系统的强陀螺效应耦合性,提出了一种考虑功放环节的α逆系统结合滑模控制器的解耦控制方法,并对其进行了仿真试验。结果表明,该方法对磁悬浮转子系统有良好的解耦效果与鲁棒性。
- 魏彤沈繁呈
- 关键词：磁轴承控制力矩陀螺磁悬浮转子
- 基于滑模扰动观测器的磁轴承主动振动控制被引量：17
- 2012年
- 由于磁悬浮控制力矩陀螺转子的不平衡振动会造成控制力矩陀螺系统的同频扰动,影响卫星姿态控制精度与卫星载荷精度,本文提出了基于滑模变结构扰动观测器的磁轴承主动振动控制方法。首先,对不平衡扰动力和力矩作用下的磁轴承-转子系统进行建模;接着,设计了滑模变结构扰动观测器观测不平衡扰动力和力矩;然后,利用跟踪微分器估计位移传感器输出信号的微分获取速度信号,降低观测器的阶数;最后,将滑模扰动观测器的输出引入磁轴承控制器,对观测得到的同频不平衡扰动力和力矩进行补偿。仿真和试验结果均表明,设计的滑模变结构观测器实现了对不平衡扰动的观测,通过控制器有效地实现了对不平衡扰动的补偿,减少了72%的同频振动。
- 韩邦成崔华汤恩琼
- 关键词：磁轴承振动控制扰动观测器变结构控制
- 基于改进Smith预估器的无刷直流电机电流环控制方法研究被引量：3
- 2012年
- 在无刷直流电机系统中不可避免地存在固有的时滞因素,而系统中的电流环采用常规的PI控制器方式难以满足高性能控制系统的要求,使得电流的动态响应明显变差。本文采用Smith预估器优化控制方式,改善了电流环的性能,得到了较理想的效果。针对传统的Smith预估器需要准确的被控对象模型才能获得满意的控制效果,本文利用PI控制器对Smith预估器进行改进,提高了Smith预估器适应系统参数变化的能力,并且加强了Smith预估器的抗干扰能力,从而达到了改善电流环性能的目的。仿真及实验结果验证了这种方法的有效性和可行性。
- 王华培魏彤李海涛
- 关键词：无刷直流电机时滞电流环PI控制器SMITH预估器
- 自适应卡尔曼滤波在无刷直流电机系统辨识中的应用被引量：21
- 2012年
- 为了有效抑制量测噪声特性变化对系统辨识精度的影响以获得准确的无刷直流电机模型,提出了一种采用自适应卡尔曼滤波算法的无刷直流电机系统辨识方法。通过计算新息理论方差的极大似然最优估计,并将其引入卡尔曼滤波算法中修正滤波增益来抑制量测噪声特性变化对辨识结果的影响,使该滤波算法实现对模型参数的准确估计,提高辨识精度。实验结果表明,在量测噪声特性变化的情况下,该算法能够准确跟踪实际量测噪声特性的变化,参数估计平滑,相对于目前系统辨识广泛采用的带有遗忘因子的递推最小二乘算法,输出误差的均方根值减小了73.5%。该算法简单易行,计算量小,辨识结果可以很好地描述系统行为,便于在工程实践中应用。
- 魏彤郭蕊
- 关键词：无刷直流电机系统辨识参数估计自适应卡尔曼滤波
- 基于电流反馈的MSCMG轴向磁轴承低功耗控制
- 2012年
- 为了进一步降低MSCMG永磁偏置轴向磁轴承的悬浮功耗,在建立其数学模型的基础上,针对传统定气隙控制在承受负载时线圈电流增大的问题,提出了基于电流积分正反馈的轴向磁轴承变气隙控制方法。该方法利用永磁偏置混合磁轴承的位移负刚度提供悬浮力,通过电流反馈改变转子悬浮参考位置来减小磁轴承线圈电流。仿真分析和试验结果表明,该方法具有良好的稳定性,与定气隙控制方法相比,磁轴承静浮时的铜耗降低了90%以上。
- 陈建仔周向阳魏彤任元
- 关键词：磁轴承力矩陀螺低功耗
- 磁悬浮高速转子基于位移刚度力超前前馈补偿的高精度自动平衡方法被引量：15
- 2012年
- 磁悬浮转子高速旋转时产生与转速同频的不平衡振动,向外界传递振动力,干扰外部动力学环境。为消除同频不平衡振动力(即自动平衡),可采用消除同频电流与补偿位移刚度力相结合的轴承力消除方法,但磁轴承功放环节的低通特性使位移刚度力补偿存在误差,并降低系统稳定性,且上述影响随转速升高而显著增大。为增强自动平衡效果,提出一种基于位移刚度力超前前馈补偿的高精度自动平衡方法,在消除同频电流的同时,采用不平衡量—电流前馈以补偿同频位移刚度力,并引入功放的简化逆模型对前馈量进行超前校正,消除功放低通特性的影响。对该方法进行仿真和试验验证,仿真结果同频轴承力减小到无超前校正时的20%,试验结果同频振动加速度减小到无超前校正时的28%,验证了该方法的有效性。
- 魏彤向岷
- 关键词：磁轴承前馈补偿超前校正
- 基于RLS-DE算法的多变量径向磁轴承系统辨识被引量：5
- 2016年
- 磁轴承的系统模型是提高其控制精度、稳定性及可靠性的基础,为了准确获取多变量径向磁轴承的系统模型,提出一种基于'递推最小二乘-差分进化'算法的辨识方法。该方法在剔除与转子转速同频的不平衡量的基础上,首先采用递推最小二乘法对径向磁轴承系统模型进行初步辨识,之后在初步辨识得到的模型参数的小范围内初始化差分进化算法的种群,通过反复进行差分进化算法的变异、交叉和选择操作,直至得到系统模型的最优参数。对该方法进行了仿真和试验验证,仿真结果表明,在递推最小二乘法辨识的基础上,通过差分进化算法小范围搜索得到的辨识模型输出误差的方差下降了92.86%;试验结果表明输出误差的方差能下降80.13%。验证了该方法高精度辨识径向磁轴承系统模型的有效性。
- 魏彤田双彪
- 关键词：磁轴承差分进化算法递推最小二乘法
- 基于反馈线性化和保性能控制的轴向磁轴承单侧线圈故障容错控制被引量：2
- 2014年
- 针对轴向永磁偏置磁轴承一侧线圈无电流时磁轴承承载能力下降且非线性增强的情况,提出一种反馈线性化与保性能控制相结合的组合容错控制策略来提高轴向磁轴承在故障情况下的承载能力并使其能在承重时稳定悬浮转子。首先,建立了故障情况下后轴向磁轴承-转子系统的非线性动力学模型,通过反馈线性化方法使系统大范围线性化。然后,在考虑参数摄动的基础上设计最优保性能控制器使转子稳定悬浮。最后,在轴向一侧线圈无电流的永磁偏置磁悬浮转子上进行了多项实验。实验结果表明,所设计的组合容错控制器实现了承重情况下转子的稳定悬浮,摄动最大的参数变化约35%时位移跳动量峰值为2.6μm,超调量小于3%,调节时间为82ms。结果验证了该方法不仅能实现容错控制,而且具有良好的动静态性能及鲁棒性。
- 魏彤刘云波
- 关键词：磁轴承容错控制反馈线性化保性能控制
