林成钦[1]（2020）在《节能型液压伺服阀和摆动缸综合试验台设计》文中指出伺服阀是现代液控伺服控制系统的心脏,摆动缸是一种能实现摆动的特殊液压缸,两者在工业自动化领域频繁被使用。不仅伺服阀和摆动缸的研制需要液压试验台进行性能测试,伺服阀和摆动缸的生产同样需要液压试验台进行出厂检测,其故障诊断、售后维护等工作皆需液压试验台的辅助。目前国内低端液压试验台测试精度低、能量效率低、功能不齐全且可靠性差,国内高校自研或进口高端液压试验台有着价格昂贵、通用性差等缺点。因此,本文针对上述液压试验台存在的缺点,开展关于节能型伺服阀和摆动缸综合试验台的研究,研制一台节能效果明显、通用性好、同时具备测试伺服阀和摆动缸能力的液压试验台,具有重要的实际工程意义。本文根据伺服阀和液压缸的国家行业标准,结合客户的相关测试要求,完成了对节能型液压伺服阀和摆动缸综合试验台的设计。在试验台设计的过程中,运用了AMESim液压系统仿真分析、Solid Works三维建模仿真、PLC逻辑控制、Lab VIEW数据采集等技术,弥补了国内大多数液压试验台功能单一、能量效率低等不足之处,本论文工作主要如下:1.通过对被测伺服阀和摆动缸、相关国家行业标准、液压试验台相关节能案例的研究与分析,设计了节能型液压伺服阀和摆动缸综合试验台的总体方案,包括液压系统、电控系统和节能回路。2.基于试验台液压系统的总体方案,结合试验台性能要求,完成了液压系统各模块的设计,并依此进行了相关液压件选型,伺服阀测试的节能机理分析等。3.基于对现场测试流程的考虑,提出综合试验台机械结构人性化、通用化、集成化、封闭化的设计理念,运用Solid Works完成机械结构的设计,包括测试台架建模、机械件选型、疲劳强度校核、受力仿真分析等内容。4.基于试验台电控系统的总体方案,采用PLC做为下位机进行逻辑控制,采用Lab VIEW编写人机交互界面和数据采集处理程序,进行了试验台电控系统的设计,包括电气件选型、控制流程图绘制、控制程序举例说明等内容。5.基于对试验台设计可信度的考虑,首先运用AMESim软件对试验台节能原理进行建模仿真,并根据仿真结果进一步对节能方案进行评价;其次以现有的液压实验台为基础,进行伺服阀测控程序开发。本文关于节能型液压伺服阀和摆动缸综合试验台的设计,包括液压系统设计、机械结构设计、电控系统设计等内容,综合运用了液压、机械、自动化等多领域知识,设计的试验台具有节能高效、通用性好、综合性强等优点。本文关于伺服阀和摆动缸综合试验台的设计成果,以及关于摆动缸节能测试的研究成果,对同类型乃至其他类型试验台的研发,都具有一定的参考价值。
郭文娟[2]（2019）在《盾构刀盘液压驱动系统调速同步复合控制研究》文中研究说明随着我国地铁隧道建设需求的不断扩大,盾构技术发挥着越来越重要的作用。液压驱动相比于电机驱动具有结构简单、操作方便、易于自动控制和承载能力强等特点,常作为盾构刀盘驱动方式。因盾构机实际工作时地质环境恶劣、负载多变,目前液压马达仍广泛用作盾构机的动力元件。但由于机械摩擦引起的磨损、零件塑性变形、工作油液污染以及其他液压元件的安装制造误差,会引起的液压马达转速不同步,工作效率降低。本文针对盾构刀盘液压驱动系统中并联液压马达的调速同步问题,以某型盾构机为例,对盾构刀盘的液压驱动复合控制系统进行设计,并对泵控马达的调速、阀控马达的同步控制进行数学建模分析,采用AMESim（液压仿真软件）结合MATLAB软件建立刀盘液压驱动系统恒功率调速同步复合控制联合仿真模型,对PID、模糊PID两种控制方法进行联合仿真对比分析知,对马达的转速同步调节控制,模糊PID控制优于PID控制。本文的主要研究内容分布如下:第一章介绍了截至目前国内外盾构机发展及研究现状,论述了盾构刀盘液压驱动系统的控制技术的特点及发展趋势,最后对本课题研究内容及研究意义加以概述。第二章对盾构刀盘液压驱动系统进行分析,对液压调速控制、同步控制技术的原理及特性进行了分析,电液比例控制技术的特点加以总结。重点研究了液压调速同步复合控制系统设计及系统的工作原理,并绘制了液压复合控制系统原理图,最后对刀盘液压驱动系统关键元器件的主要参数进行计算和选型。第三章根据液压复合控制系统要求,对泵控马达调速系统以及阀控马达同步系统分别进行数学建模。对电控变量泵的内部结构进行剖析,并完成了变量泵控定量马达的数学建模。对单回路阀控马达同步系统的各个环节分别进行研究并建立传递函数,得到阀控马达的闭环控制传递函数模型。第四章在刀盘液压驱动系统原理图的基础上,采用AMESim液压仿真软件建立了刀盘液压驱动系统模型,MATLAB/Simulink软件建立系统控制模型,结合模糊自整定PID控制策略搭建刀盘液压驱动复合控制系统联合仿真模型,验证控制方案的可行性。第五章总结了论文研究的主要工作内容,以及分析并概括了刀盘液压调速同步复合控制系统有待进一步研究与完善的部分。
蒋素荣[3]（2018）在《绳驱动机械臂解耦方法与鲁棒控制研究》文中研究说明与传统工业机械臂相比,绳驱动机械臂具有更轻的运动惯量、更大负载自重比和更优的人机交互安全性,可广泛应用于医疗护理、柔性生产等。另一方面,受制于绳驱动技术的引入,绳驱动机械臂具有更复杂的系统动力学特性、更低的刚度,导致其高品质跟踪控制更加困难。本文聚焦于绳驱动机械臂系统关节运动解耦方法及其鲁棒控制技术的研究,研究内容涉及绳驱动关节模块解耦方法、机械臂结构设计、运动学及动力学建模、运动规划及鲁棒控制算法等方面。研究了绳驱动机械臂前后关节间运动物理解耦方法。绳驱动技术的应用,在降低运动臂自身惯量、提升交互安全性的同时,也不可避免的带来了运动学耦合问题。为此,首先分析了绳驱动机械臂前后关节间的运动耦合关系,据此分别提出基于行星齿轮和基于滑轮系的两种绳驱动关节间运动解耦模块设计方案,分析了运动解耦模块的解耦原理,实现了绳驱动机械臂关节运动的机械解耦。而后,构建了两自由度机械臂关节运动综合试验台,通过实验分析了机械解耦模块解耦效果的影响因素,验证了运动解耦模块的有效性。同时,分析还表明:随着机械臂关节数的增加,所需解耦模块数量和体积也随之增多,而解耦模块的应用将大幅增加机械臂的体积、重量和力矩损耗,从而导致绳驱动机械臂大的负载自重比这一优势不在,故而,机械解耦在超过3个自由度的机械臂上不宜使用。针对机械解耦带来的机械臂结构复杂、重量大的问题,研制了一型算法解耦的四自由度绳驱动机械臂“北极星1号”。进一步研究了绳驱动机械臂的运动耦合机理,推导出其关节空间和驱动空间的耦合矩阵,建立了绳驱动机械臂驱动空间、关节空间和笛卡尔空间的映射关系,提出算法解耦的绳驱动机械臂设计方案。针对“北极星1号”绳驱动机械臂,建立其运动学模型,给出了绳驱动机械臂的雅克比矩阵。研究了绳驱动机械臂的动力学建模问题,分三步推导出系统完整的动力学模型。研究了包含绳索特性的串联关节机器人动力学参数辨识问题,通过仿真和试验验证了所构建动力学模型及其参数辨识方法的正确性和有效性。由于绳驱动机械臂系统难以建立精确的动力学模型,本文针对存在复杂动力学耦合、较大的参数不确定性、时变未知外干扰等复杂集总干扰下绳驱动机械臂的轨迹跟踪控制难题,提出了一种基于时延估计（time delay estimation,TDE）技术的滑模（sliding mode,SM）控制算法。所提控制算法主要包括TDE部分和SM部分。TDE部分利用系统自身信号的时延值来估算当前时刻系统的集总动态,实现了不基于动力学模型的控制;而SM部分用于保证复杂集总干扰下系统控制的高品质。最终,通过对比试验验证了所提控制算法的有效性。而由于传统滑模控制是基于线性滑模面设计的,收敛速度和控制精度均需进一步提高,故本文在此基础上,在所提基于TDE技术的滑膜控制算法基础上,针对传统基于线性误差的动态滑模控制算法的响应速度和控制精度不高的问题,提出一种基于TDE技术的分数阶非奇异终端滑模（fractional-order nonsingular terminal SM,FONTSM）控制技术。受益于FONTSM误差动态的创新应用,系统能够保证良好的稳态控制精度和动态响应性能。最终,采用对比仿真和试验验证了所提控制算法的有效性和相对已有算法的优越性。为进一步提升系统控制精度和动态响应速度,同时抑制测量噪声的影响,本文融合自适应控制理论,在所提基于TDE技术的FONTSM控制算法基础上,创新提出一种基于TDE技术的自适应FONTSM（adaptive FONTSM,AFONTSM）控制算法。为有效处理时变集总干扰,该控制算法融合TDE技术、FONTSM误差动态和创新提出的自适应复合趋近律,有效提升了绳驱动机械臂的综合控制性能。最终,利用多组对比仿真和试验验证了所提控制算法相对已有算法的有效性和优越性。最后,总结了全文的研究工作和创新点,讨论了存在的不足与未来的研究方向。
郑小翔[4]（2018）在《基于滚动阻力动态加载和运动参数预估的底盘测功机试验技术研究》文中指出底盘测功机是汽车室内性能检测必不可少的装置。相比于车辆实际路面测试和动力总成解体测试,底盘测功机可在室内且不拆解车辆的情况下,完成对车辆动力性能、排放性能等指标的综合测试。随着汽车性能比如动力性的逐步提高,在室内不拆解加减速性能测试中,为了模拟车辆在工作时复杂时的工况,应在台架试验时对车辆施加与其在实际道路所受的实时阻力大小相符的负载,因此底盘测功机试验和测试技术对电惯量模拟加载精度和响应能力提出了更高的前瞻性与准确性等要求。由此,本文首先分析了车辆在实际路面上运行时所受的行驶阻力与在底盘测功机上运行所受到的行驶阻力。通过比较,指出了传统底盘测功机上加载道路模拟阻力时一般不考虑加减速过程中驱动轴载荷变化所引起的滚动阻力变化,以及所导致的底盘测功机试验结果与真实道路试验结果的偏差,提出了修正此偏差的基于驱动轴载荷动态变化的滚动阻力加载技术研究方案。进而根据国家相关标准和试验要求,开展了相关试验研究的系统设计以及硬件选型,构建了用Labview软件技术试验控制平台及应用测试程序,并搭建底盘测功机试验平台进行了相应的加载优化和参数预估试验技术研究。其中,为提高试验系统对实际路面阻力的模拟精度,在比较了几种系统控制参数预测方法后,本文确定了卡尔曼滤波法对被试车辆的加速度进行滤波和预测,并以其为计算变量获得所需的电机加载阻力,采用Matlab软件仿真和观察滤波效果。最终试验结果证明,相比于原始的直接加载方案,优化后的阻力加载方案使加速工况下的道路阻力模拟偏差由约5.4%降至1.8%,减速滑行工况下的偏差由约5.0%降至0.9%。故此本文对底盘测功机的研制与改进有着积极的意义。
吕雨鑫[5]（2016）在《地面模拟微重力育种系统的控制方法研究》文中认为本文介绍了地面模拟微重力育种系统的研究目的及意义。通过分析比较多种地面模拟微重力环境装置的优缺点,提出基于数学模型,采用半主动式气浮法设计了三维空间三自由度地面模拟微重力育种装置的控制系统。论文研究了系统的动力学问题,并重点描述了三维空间内育种平台的运动姿态。地面模拟微重力育种系统是一个参数随机时变、非线性的复杂系统,传统PID控制器无法使系统精确建模,其控制效果不理想。因此,在没有真实的物理实验装置条件下,本文只做原理性的分析设计。分析系统动力学和模拟目标受力平衡基础上,本文选用径向基RBF神经网络在线学习并自整定PID参数的控制算法对育种系统进行控制,该控制器可以使系统快速、稳定的达到所要求的理想形态。基于育种平台在Z轴向上所实现的重力补偿问题,进一步规划并描述三自由度系统的空间位姿。首先分析给定的椭圆空间曲线轨迹,建立数学模型;然后根据齐次空间坐标变换和参数化理论,利用三次样条插值函数逼近算法列出参数方程;最后通过Matlab编程求解系数并列出x,y,z三轴的参数方程,从而实现控制育种平台三维位姿的目的。Matlab软件仿真验证本文基于数学模型算法的合理可行性。由仿真结果可知,径向基RBF神经网络PID控制算法可以达到在地面上模拟太空微重力环境进行育种的效果;三次样条插值函数逼近算法在控制系统空间位姿的研究中,可以使并联机构实现给定的空间轨迹曲线,即本文对地面模拟微重力育种系统控制方法的设计和规划是合理,可行的。
于海悦[6]（2016）在《液压泵及马达智能测试系统的设计》文中指出随着我国工业化进程的加快,建筑、桥梁、公路等大型工程的不断增加,工业化以及自动化水平的不断上升,工业设备的需求量也在随之迅猛增长。在这些工业设备中应用到了大量的液压元件,其中液压泵和马达是在液压机械行业中应用最为普遍的液压元器件,不但使用广泛,而且整个液压系统的运行精度、稳定性以及工作特性受液压泵和马达质量性能的影响也很大。因此,在将液压泵和马达整机安装到工程机械上之前以及对液压元件的维护诊断过程中,必须严格对液压泵及马达的产品质量做全面检测。目前在对液压泵和液压马达的实际测试过程中测试系统依旧存在很多问题,一方面,低端试验台的测试系统虽然价格低廉,但是测量精度低、能耗大、可靠性差,存在一定的安全问题。高端试验台的测试系统价格昂贵,可操作性差,存在一定的资源浪费问题。另一方面,在对液压泵与液压马达测试过程中搬运的劳动强度巨大,目前对于液压泵和马达的搬运主要还是靠人工搬运和装卸,以行业内普遍劳动强度为例,每名装卸工人一天内需要完成500次装卸量,工作量大,工作强度高,工作效率低,致使人工成本高。针对以上问题,本文深入研究国内外液压泵、液压马达的试验设备,结合我厂产品实际,对液压泵及马达测试系统进行智能化设计,以提升液压泵、液压马达测试系统的测试效率与测试的准确性；进行功率回馈设计论证,降低试验台能耗。测试系统的主要设计的部分是试验台的控制部分和信息采集集成系统,本文的主要研究内容有以下几点：1、基于西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器和英威腾GD300-090G-4型变频器,对试验台所使用的三相异步电动机进行变频控制,控制电动机的启动、调速、急停等。2、利用传感器、智能仪表、RS485总线和LabVIEW上位机编程软件,设计能够采集被测液压泵及马达性能参数的数据系统,信息的采集主要包括油温,转速,压力等测试参数,将这些参数采集汇总到计算机以后,进行数据汇总分析。3、针对被测试液压泵及马达一般比较笨重,在人工搬运到试验台的过程中费时费力的问题,设计一个自动搬运装置,以提高工作效率,降低劳动强度。4、对液压泵和马达的功率回馈系统进行论证,通过被测试液压泵与被测试马达更为合理连接方式提高试验台的能源利用效率。5、对课题研究的全过程进行总结,分析系统的不足之处,并进行展望。
杨林初[7]（2016）在《系留气球收放绞车关键技术研究》文中研究说明绞车是工业领域常见的拖曳设备,它常见的拖拽对象是钢丝绳。随着科技的快速发展,绞车的应用领域从厂矿、港口、建筑和海洋等诸多领域拓展到航空领域,拖拽对象也呈多样化发展。本论文设计了一种应用于民用领域的通信中继系留气球收放绞车方案,针对绞车拖曳对象为复合光电缆的特点,对其牵引机构和储缆机构进行了深入的理论与试验研究,开发了测控系统软件,对绞车进行了可靠性分析,完成了绞车系统试验。完成了绞车整机的研制,具有一定的理论价值和工程意义。第一章介绍了系留气球的组成、应用和发展：综述了绞车的应用、控制技术及系留气球收放绞车在具体应用中体现出的特点和关键技术；阐述了课题需开展的工作。第二章阐述了系留气球收放绞车的总体设计方案,包括绞车的牵引机、储缆机和电气控制三部分的设计方案。第三章研究了基于牵引机驱动轮与系留缆绳之间的可变静摩擦系数的线性张力释放技术,完成牵引机驱动力设计计算和关重零部件的校核：设计了一种变径柔性排缆机构,对储缆机的容绳量进行了建模；实现了储缆机和牵引机之间的缆绳线性运动同步控制技术。第四章分析了测控系统功能,完成测控系统硬件设计,并开发测控软件实现绞车收放系留气球的功能。第五章根据可靠性指标加权分配法,初步完成绞车可靠性指标分配：依据国家相关标准,完成系留气球收放绞车的故障模式分析和危害性分析。第六章完成了绞车系统试验测试,包括缆绳尾张力传感器标定和试验测试、载荷和速度试验测试、制动能力试验测试；系统联调及联调后的收放系留缆绳长度试验测试等。试验测试结果表明,绞车速度精度达到4%,收放缆绳长度精度达到1.25%,绞车设计满足预期要求,工作稳定可靠。第七章总结全文,并说明一些有待进一步研究的内容,以指导下一步的研究工作。
李二东[8]（2016）在《基于功率回收方式的摆线液压马达试验台系统性能研究》文中提出液压马达在液压与机械行业中有着较为广泛的应用,它的品质好坏对系统的工作性能和精度有着重要的影响。研究、开发液压马达时要对其性能进行测试,而液压马达性能的测试是通过液压马达试验台完成的,因此建立一个性能优异的试验系统具有重要的意义。非功率回收方式在传统液压马达性能试验系统中有着较为广泛的应用,这种工作方式采用耗能元件作为马达测试的加载元件,测试时将能量全部转化成热能而耗散,因此试验系统不仅能耗多、试验成本高,而且需增加大量的冷却系统来降低因发热而致使系统产生的温升。在能源日益紧张的今天,功率回收方式越来越引起人们的关注,此种工作方式不仅装机功率小、方便布局,并且节能效果明显,且系统能将60%以上的能量回收。随着人们对能源问题的日益关注,功率回收系统将会被广泛的应用。但关于功率回收式液压马达性能试验系统的研究还不成熟,试验系统还存在着一些问题,因此有必要加强对功率回收系统的研究。本文主要工作内容如下:1.文章首先对国内外马达、泵等液压元器件的相关现状进行了分析说明,引出本文所要研究的内容,同时对其发展现状及趋势做了相关的介绍。2.通过对几种回收方式的分析比较,确定了系统所采用的功率回收方式,同时阐述了功率回收试验系统的特性。3.对系统的加载方式及调速原性等进行了阐述。制定液压系统整体方案,对系统的流量扭矩匹配性进行了分析,建立了系统工作压力和转速及相关参数之间关系的理论模型,还对回收率按照实际和理论两种方式分别进行了计算。4.用AMESim软件建立了所要的功率回收系统模型,同时对加载和调节性能进行了仿真分析。同时通过理论计算的结果与仿真得出的结果进行对比,以验证系统理论分析和系统仿真模型建立的正确与否,并对系统产生误差的原因进行分析。5.最后对功率回收马达试验系统进行了控制系统的设计,包括硬件部分和软件部分,重点分析了系统工作时转速和压力调节方式,在考虑转速和压力相互影响的情况下采用PID对系统进行反馈调节,相对于普通PID调节时只考虑单一因素对系统的影响来说,具有较高的调节精度。
毛亚龙[9]（2016）在《柴油发电机组的稳定性及其无功补偿的研究》文中认为柴油发电机组作为重要的备用电源、应急电源和移动电源,在通信、医院、金融等机构以及供电网络难以覆盖的地方有广泛的应用。柴油发电机组输出电能的稳定性取决于柴油机转速的稳定性,另外,在柴油发电机组与负载组成的微型电网结构中,存在大量的感性负载,会消耗无功功率,这就降低发电机发出的电能质量。本文以提高柴油发电机组输出的电能质量为目标,对传统的柴油发电机组进行了改进和提高,使其具有良好的转速调节功能和无功补偿功能。首先,本文对柴油发电机组的调速系统和无功补偿系统的研究状况及其控制策略进行了综述,给出了整个系统的组成结构,包括调速系统、无功补偿系统和整个机组的监控系统,并且在柴油机调速原理分析的基础上,建立了WD615柴油机和G2型喷油器的数学模型。接着,对TSC型无功补偿装置的基本原理进行了研究,并且设计出了无功补偿的方案,其中,TSC投切时刻选择为晶闸管电压过零的时刻、补偿电容器采用星形接法及8:4:2:1不等容的分组方式、确定了补偿容量的计算方法、控制策略采用功率因数和无功功率的复合控制,为后面进行硬件和软件设计奠定了理论基础。其次,确定了柴油发电机组的总体组成结构。根据被控对象的数学模型具有非线性和时变性的特点,在分析常规PID算法和模糊控制原理的基础上,采用了模糊PID的控制方法。利用MATLAB仿真,对比了常规PID控制算法与本文采用的模糊PID控制算法在柴油机调速系统上的控制效果,结果表明模糊PID控制算法是可行的,并且具有更好的控制效果。然后,本文对柴油发电机组的转速控制系统和无功补偿系统的硬件部分进行了设计,选择了STM32F107VCT6芯片为控制器,设计了喷油器的驱动电路与柴油机的转速、温度、压力等信号的采集调理电路,以及无功补偿装置的主电路、控制电路和投切控制电路,其中控制电路包括电压电流采集、信号前置处理、过零检测、功率因数测量等模块的电路,并设计出了STM32外围功能电路。最后,本文对柴油发电机组的软件进行了设计,主要实现了柴油机转速控制、ADC转换、输入捕获、发电机侧数据采集与计算、功率因数测量、电容器投切等功能,并在MCGS组态软件中设计了上位机监控系统,使整个系统拥有了较好的人机交互界面,可用于系统配置、运行监控与数据管理等。
曾德胜[10]（2015）在《末端执行器抓取动力学及其半物理仿真研究》文中认为随着我国空间站的建设,急需一套机械臂来完成在轨组装、在轨维护、在轨搬运等在轨服务任务。在轨抓取是在轨服务技术的基础,机械臂对目标物的抓取是通过末端执行器与目标适配器的连接来实现的。在轨抓取的成功依赖于末端执行器可靠的工作。由于航天事业投入大、风险高,末端执行器在正式投入使用前,需在地面上对末端执行器进行综合性能测试及考查成功抓取的边界条件。所以在地面上末端执行器抓取过程是很有必要的。为实现地面上模拟末端执行器抓取动力学过程,本文建立了末端执行器抓取动力学模型,在此基础上提出了末端执行器抓取动力学半物理仿真系统。其工作原理是将六维力传感器测得的接触碰撞力输入到抓取动力学模型中,解算出末端执行器与目标适配器的相对运动,Stewart平台带着固定在平台上的目标适配器复现这种相对运动。围绕末端执行器抓取动力学及其半物理仿真的问题,本文具体研究内容有以下几方面:为分析抓取过程中末端执行器与目标适配器的相对运动,分别建立了基于刚性机械臂和基于柔性机械臂的末端执行器抓取动力学模型。经仿真对比验证,基于柔性机械臂的末端执行器抓取动力学模型能更加精确地描述相对运动。经分析接触碰撞力、机械臂的刚度与阻尼、航天器的质量和位置矢量等因素对抓取过程中相对运动的影响,并结合机械臂的结构特点,得到减小相对运动的有效措施是减小接触碰撞力,这对提高抓取的成功概率具有指导意义。稳定性是末端执行器抓取动力学半物理仿真系统的首要条件。为研究系统的稳定性,建立了单自由度半物理仿真系统模型。通过分析钢丝绳的刚度与阻尼、Stewart平台的速度增益、机械的刚度与阻尼、航天器的质量等因素对系统稳定性的影响,将影响较小的机械臂的阻尼忽略,简化了半物理仿真系统的模型。进而利用劳斯判据求得系统的稳定条件。将钢丝绳等效于弹簧-阻尼器,构建单自由度半物理仿真系统,用于验证系统的稳定条件。经仿真验证,系统的稳定条件是正确的。为顺利搭建末端执行器抓取动力学半物理仿真系统,详细设计了抓取动力学解算单元、伺服控制单元、运动模拟器三大部分,并对半物理仿真系统的工作过程进行研究。经虚拟样机上的初步仿真,半物理仿真系统能模拟末端执行器抓取动力学过程,但是精度较差。经分析,半物理仿真系统的误差是由于接口（末端执行器实物模型与抓取动力学解算单元的交互媒介）的滞后特性造成的。通过对接口的传递函数分析,当半物理仿真系统工作在半物理仿真频带上时,接口传递函数为单位阵,半物理仿真系统的误差为零。针对接口特性引起的滞后,提出采用滞后补偿的方法消除接口滞后的影响,同时给出了滞后补偿的适用条件。单自由度半物理仿真系统的仿真表明,滞后补偿能大大提高半物理仿真的精度。为验证末端执行器抓取动力学半物理仿真系统的可行性和相关结论,采用ADAMS与Simulink联合仿真的方式建立了半物理仿真系统的虚拟样机。虚拟样机上的仿真结果与ADAMS中抓取模型的仿真结果对比,验证了末端执行器抓取动力学解算单元的正确性,虚拟样机能完全复现末端执行器抓取动力学过程。针对不同的抓取初始条件、目标航天器质量与机械臂刚度,在虚拟样机上进行仿真。仿真结果验证空间抓取动力学半物理仿真系统的可行性,为实际搭建空间抓取半物理仿真试验台和展开试验研究奠定了坚实的基础。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 液压试验台测试功能现状分析 |
| 1.2.2 液压试验台节能研究现状分析 |
| 1.2.3 液压试验台自动测试现状分析 |
| 1.2.4 液压试验台机械结构现状分析 |
| 1.3 本课题研究内容及来源 |
| 1.3.1 本课题的研究内容 |
| 1.3.2 本课题的研究来源 |
| 第二章 节能型综合试验台总体方案设计 |
| 2.1 被测液压产品的综合分析 |
| 2.1.1 被测伺服阀的综合分析 |
| 2.1.2 被测摆动缸的综合分析 |
| 2.2 综合试验台设计原理分析 |
| 2.2.1 综合试验台的测试精度要求 |
| 2.2.2 电液伺服阀的测试项目分析 |
| 2.2.3 液压摆动缸的测试项目分析 |
| 2.3 综合试验台节能方案选择论证 |
| 2.3.1 电力功率回收方案设计及计算分析 |
| 2.3.2 机械补偿回收方案设计及计算分析 |
| 2.3.3 液压反馈回收方案设计及计算分析 |
| 2.4 综合试验台设计概念论述分析 |
| 2.4.1 液压系统设计概念论述分析 |
| 2.4.2 电控系统设计概念论述分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 节能型综合试验台液压系统设计 |
| 3.1 液压件试验回路设计及选型 |
| 3.1.1 摆动缸试验回路设计分析 |
| 3.1.2 伺服阀试验回路设计分析 |
| 3.1.3 液压件试验回路元件选型 |
| 3.2 泵站与辅助回路设计及选型 |
| 3.2.1 液压泵站回路设计分析 |
| 3.2.2 液压辅助回路设计分析 |
| 3.2.3 泵站动力元件选型 |
| 3.2.4 泵站辅助元件选型 |
| 3.3 伺服阀测试节能机理研究 |
| 3.4 综合试验台工作原理分析 |
| 3.4.1 液压试验台性能参数 |
| 3.4.2 伺服阀试验原理介绍 |
| 3.4.3 摆动缸试验原理介绍 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 节能型综合试验台机械结构设计 |
| 4.1 SOLIDWORKS软件介绍 |
| 4.2 试验台机械结构设计概念论述 |
| 4.3 试验台液压站台架结构设计 |
| 4.3.1 液压站台架结构设计方案 |
| 4.3.2 液压站台架工作原理介绍 |
| 4.3.3 液压站相关元器件的选型 |
| 4.4 试验台摆动缸台架结构设计 |
| 4.4.1 摆动缸台架结构设计方案 |
| 4.4.2 摆动缸台架工作原理介绍 |
| 4.4.3 摆动缸测试元器件的选型 |
| 4.5 试验台部分结构的仿真分析 |
| 4.5.1 摆动缸测试T形台强度校核 |
| 4.5.2 摆动缸测试T形台仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 节能型综合试验台电控系统设计 |
| 5.1 电控系统设计方案论述 |
| 5.1.1 系统控制方式论述选择 |
| 5.1.2 电气元件通讯方式分析 |
| 5.1.3 电控系统专业名词解释 |
| 5.2 电控系统相关软件介绍 |
| 5.2.1 下位机PLC控制软件介绍 |
| 5.2.2 上位机Lab VIEW软件介绍 |
| 5.3 电控系统相关元件选型 |
| 5.3.1 下位机硬件选型 |
| 5.3.2 上位机硬件选型 |
| 5.3.3 相关传感器选型 |
| 5.4 PLC控制程序设计编写 |
| 5.4.1 I/O点数分配与主程序设计 |
| 5.4.2 PLC控制漏油自动回收程序 |
| 5.4.3 PLC脉冲输出控制伺服电机 |
| 5.5 LABVIEW界面设计编写 |
| 5.5.1 人机交互界面编写 |
| 5.5.2 数据采集输出模块 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 节能原理仿真及测控程序开发 |
| 6.1 仿真验证途径及程序开发硬件 |
| 6.1.1 节能原理可行性验证途径 |
| 6.1.2 伺服阀测控程序开发硬件 |
| 6.2 综合试验台节能方案验证及分析 |
| 6.2.1 节能方案AMESim仿真方案设计 |
| 6.2.2 节能方案AMESim仿真建模过程 |
| 6.2.3 节能方案AMESim仿真结果评析 |
| 6.3 电液伺服阀测控程序开发 |
| 6.3.1 伺服阀测控程序开发方案 |
| 6.3.2 测控程序开发过程及结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 论文总结 |
| 未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.2 盾构机发展历史及研究现状 |
| 1.2.1 国外盾构机的发展历史及研究现状 |
| 1.2.2 国内盾构机的发展历史及研究现状 |
| 1.3 刀盘液压驱动系统控制研究现状 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 刀盘液压调速同步复合控制系统设计 |
| 2.1 盾构刀盘液压驱动系统分析 |
| 2.2 恒功率液压调速同步复合控制分析 |
| 2.2.1 恒功率液压控制系统介绍 |
| 2.2.2 恒功率变排量系统 |
| 2.3 液压同步控制技术 |
| 2.3.1 液压同步控制系统 |
| 2.3.2 液压闭环同步控制策略 |
| 2.4 电液比例控制技术 |
| 2.5 液压调速同步复合控制系统设计 |
| 2.5.1 系统设计 |
| 2.5.2 系统工作原理 |
| 2.6 液压系统主要元件的计算选型 |
| 2.6.1 液压马达 |
| 2.6.2 变量泵 |
| 2.6.3 电动机 |
| 2.6.4 其他液压元件 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 刀盘液压调速同步复合控制系统的数学建模 |
| 3.1 变量泵控马达调速系统数学模型 |
| 3.1.1 电控变量泵 |
| 3.1.2 变量泵控马达数学模型 |
| 3.2 比例阀控马达同步系统数学模型 |
| 3.2.1 比例放大器 |
| 3.2.2 电液比例阀 |
| 3.2.3 阀控液压马达 |
| 3.2.4 阀控马达方程 |
| 3.2.5 转速传感器 |
| 3.2.6 电液比例阀控马达的数学模型 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 刀盘液压调速同步复合控制系统建模及仿真分析 |
| 4.1 仿真软件介绍 |
| 4.1.1 AMESim液压仿真软件 |
| 4.1.2 MATLAB/Simulink软件 |
| 4.2 基于AMESim的液压系统建模 |
| 4.2.1 电液换向阀模型的搭建 |
| 4.2.2 刀盘液压系统建模 |
| 4.3 基于AMESim与 MATLAB/Simulink的联合仿真 |
| 4.3.1 联合仿真介绍 |
| 4.3.2 联合仿真模型的建立 |
| 4.4 复合控制器的设计 |
| 4.4.1 模糊控制 |
| 4.4.2 PID控制 |
| 4.4.3 模糊PID控制 |
| 4.4.4 模糊复合控制模型的建立 |
| 4.5 仿真及结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研项目及撰写的学术成果 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 绳驱动机械臂综述 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 绳驱动机械臂解耦方法研究概述 |
| 1.2.3 绳驱动机械臂控制技术研究综述 |
| 1.3 研究意义与研究内容 |
| 1.3.1 论文的研究意义 |
| 1.3.2 论文的研究难点 |
| 1.3.3 课题内容及章节安排 |
| 第二章 绳驱动机械臂解耦方法研究 |
| 2.1 绳驱动机械臂耦合现象分析 |
| 2.2 绳驱动关节的运动被动解耦结构设计 |
| 2.2.1 基于行星齿轮的运动解耦模块设计 |
| 2.2.2 基于轮系的运动解耦模块设计 |
| 2.3 绳驱动关节的运动解耦原理分析 |
| 2.4 绳驱动关节的运动被动解耦性能验证 |
| 2.4.1 解耦验证实验平台 |
| 2.4.2 实验结果及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 绳驱动机械臂运动建模与轨迹规划研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于算法解耦的绳驱动机械臂样机 |
| 3.2.1 绳驱动机械臂结构设计 |
| 3.2.2 四自由度绳驱动机器人实验样机系统 |
| 3.3 绳驱动机械臂运动学耦合定量分析 |
| 3.3.1 绳驱动机械臂运动耦合现象简述 |
| 3.3.2 绳索走线方式 |
| 3.4 绳驱动机械臂关节空间和驱动空间映射关系 |
| 3.5 绳驱动机械臂运动学模型 |
| 3.5.1 关节空间运动学模型 |
| 3.5.2 绳驱动机械臂雅克比矩阵 |
| 3.6 绳驱动机械臂轨迹规划 |
| 3.6.1 基于关节解耦的运动约束 |
| 3.6.2 轨迹优化求解方程 |
| 3.6.3 平滑的时间最优轨迹设计方法 |
| 3.6.4 运动规划仿真分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 绳驱动机械臂动力学建模研究 |
| 4.1 绳驱动机械臂动力学模型 |
| 4.1.1 忽略绳索时的机械臂本体的刚体动力学 |
| 4.1.2 包含绳索的机械臂刚体动力学 |
| 4.1.3 绳驱动机械臂完整动力学 |
| 4.2 绳驱动机械臂动力学参数辨识 |
| 4.2.1 动力学建模 |
| 4.2.2 关节激励轨迹 |
| 4.2.3 轨迹优化方案 |
| 4.2.4 参数估计 |
| 4.2.5 模型验证 |
| 4.2.6 验证试验 |
| 4.2.7 辨识结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于TDE的绳驱动机械臂滑模控制研究 |
| 5.1 基于TDE的SMC控制算法设计 |
| 5.2 稳定性分析 |
| 5.3 试验验证及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于TDE的绳驱动机械臂分数阶非奇异终端滑模控制研究 |
| 6.1 基于TDE的 FONTSMC控制算法设计 |
| 6.2 稳定性分析 |
| 6.3 仿真研究 |
| 6.4 试验研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 基于TDE的绳驱动机械臂自适应分数阶非奇异终端滑模控制研究 |
| 7.1 基于TDE技术的AFONTSM控制算法设计 |
| 7.2 稳定性分析 |
| 7.3 算法对比验证 |
| 7.3.1 仿真研究 |
| 7.3.2 算法试验验证研究 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 论文总结 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 底盘测功机的简介 |
| 1.2.1 底盘测功机的发展历史 |
| 1.2.2 底盘测功机的分类 |
| 1.2.3 底盘测功机的评价指标 |
| 1.3 底盘测功机国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 存在问题及研究内容 |
| 1.4.1 存在问题 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 汽车行驶阻力分析 |
| 2.1 汽车在实际路面上行驶所受各项阻力分析 |
| 2.1.1 滚动阻力F_(f1) |
| 2.1.2 空气阻力F_w |
| 2.1.3 坡度阻力F_i |
| 2.1.4 加速阻力F_(j1) |
| 2.1.5 阻力方程 |
| 2.2 汽车在底盘测功机上运行时所受阻力分析 |
| 2.2.1 滚动阻力F_(f2) |
| 2.2.2 台架内阻F_(r2) |
| 2.2.3 台架惯性阻力F_I |
| 2.2.4 车辆旋转部件转动惯性阻力F_(j2) |
| 2.3 底盘测功机电机加载阻力分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 底盘测功机及测试系统的研制开发 |
| 3.1 底盘测功机系统的总体设计 |
| 3.1.1 试验台基本架构 |
| 3.1.2 试验台系统设计要求和原理 |
| 3.2 试验台硬件设备选型 |
| 3.2.1 动力部件选型 |
| 3.2.2 电气元件选取 |
| 3.3 试验台系统软件设计 |
| 3.3.1 软件总体架构 |
| 3.3.2 软件模块介绍 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于卡尔曼滤波的运动参数预测 |
| 4.1 运动参数预测的背景 |
| 4.1.1 运动参数的测量和误差分析 |
| 4.1.2 控制误差来源分析 |
| 4.2 运动参数估计方案研究 |
| 4.2.1 微分跟踪器法 |
| 4.2.2 迭代线性牛顿平滑法 |
| 4.2.3 卡尔曼滤波法 |
| 4.3 卡尔曼滤波预测的实现 |
| 4.3.1 卡尔曼滤波原理 |
| 4.3.2 卡尔曼滤波参数选择 |
| 4.3.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 试验验证 |
| 5.1 试验目的和方法 |
| 5.1.1 汽车加速性能测试 |
| 5.1.2 汽车滑行测试 |
| 5.2 试验数据分析 |
| 5.2.1 加速试验数据分析 |
| 5.2.2 滑行试验数据分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 地面模拟微重力环境试验方法简介 |
| 1.2.2 地面模拟微重力环境的方法研究综述 |
| 1.2.3 智能控制系统研究概述 |
| 1.3 本课题研究的主要内容和方法 |
| 第二章 系统整体设计与动力学分析 |
| 2.1 地面模拟微重力育种系统的总体设计 |
| 2.1.1 系统设计规划及技术路线 |
| 2.1.2 系统在垂直地面Z向上重力的补偿法 |
| 2.1.3 系统的组成及工作原理 |
| 2.2 地面模拟微重力育种系统中主要机构的特性研究 |
| 2.2.1 系统机构自由度数的分析 |
| 2.2.2 模拟系统的质量估算 |
| 2.2.3 系统中主要机构的参数选择 |
| 2.2.4 低摩擦气缸的数学模型 |
| 2.2.5 先导型比例减压阀的特性分析 |
| 2.2.6 丝杠的特性研究 |
| 2.3 地面模拟微重力育种系统动力学方程的研究 |
| 2.3.1 模拟目标的受力平衡分析 |
| 2.3.2 对系统动力学的分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 径向基RBF神经网络自调整PID参数的控制器设计 |
| 3.1 传统PID控制器的设计 |
| 3.1.1 传统PID控制器的局限性 |
| 3.1.2 增量式PID参数控制方法 |
| 3.2 RBF神经网络控制算法的研究 |
| 3.2.1 RBF神经网络的基本原理 |
| 3.2.2 RBF神经网络的模型 |
| 3.2.3 RBF神经网络的学习算法 |
| 3.3 基于RBF神经网络的PID控制器设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 系统三维运动姿态的描述研究 |
| 4.1 系统椭圆空间轨迹的规划研究 |
| 4.1.1 分析给定的椭圆形空间曲线 |
| 4.1.2 建立给定的椭圆空间轨迹数学模型 |
| 4.1.3 系统运动轨迹的规划 |
| 4.2 系统运动轨迹参数的系数求解过程 |
| 4.2.1 三维空间位姿的描述 |
| 4.2.2 空间齐次坐标变换过程 |
| 4.2.3 样条函数的参数化研究及系数求解 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 控制算法的仿真验证分析 |
| 5.1 MATLAB软件介绍 |
| 5.1.1 Matlab中Simulink模块简介 |
| 5.1.2 Matlab中Spline工具箱简介 |
| 5.2 验证RBF神经网络在线调整系统PID参数的可行性 |
| 5.2.1 传统PID控制器的仿真结果 |
| 5.2.2 基于RBF神经网络整控PID参数的仿真结果 |
| 5.3 轨迹规划的仿真验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的目的及意义 |
| 1.2 国内外研究发展现状分析 |
| 1.2.1 液压试验台发展研究现状 |
| 1.2.2 液压测试技术发展现状 |
| 1.3 本文的工作内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 液压泵液压马达试验台系统组成 |
| 2.1 液压泵及马达的概述 |
| 2.2 液压泵及马达基本参数 |
| 2.3 液压泵及马达的工作原理 |
| 2.3.1 液压泵的工作原理 |
| 2.3.2 液压马达的工作原理 |
| 2.4 液压泵及液压马达试验台系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 液压泵及马达测试系统总体结构 |
| 3.1 测试系统的整体架构 |
| 3.2 测试系统各组成部分 |
| 3.3 测试系统电机调速部分设计 |
| 3.3.1 PLC的选型 |
| 3.3.2 变频器的选型及连接 |
| 3.3.3 通信协议 |
| 3.4 测试系统传感器选型 |
| 3.4.1 流量传感器 |
| 3.4.2 压力传感器 |
| 3.4.3 温度传感器 |
| 3.4.4 转速传感器 |
| 3.4.5 限位开关 |
| 3.4.6 其他传感器 |
| 3.5 抗干扰处理 |
| 3.6 自动装卸装置 |
| 3.6.1 装载装置的工作过程 |
| 3.6.2 装载装置与PLC的连接 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 液压泵及马达测试系统上位机设计 |
| 4.1 LABVIEW的概述 |
| 4.2 LABVIEW软件结构设计 |
| 4.3 上位机程序设计 |
| 4.3.1 数据通信程序框图 |
| 4.3.2 数据存储与保存程序框图 |
| 4.3.3 信号显示的程序框图设计 |
| 4.4 液压泵测试系统的界面设计 |
| 4.4.1 液压泵的测试界面 |
| 4.4.2 液压马达测试界面 |
| 4.4.3 电机调速界面 |
| 4.4.4 装载装置控制界而 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 液压泵及马达测试系统结果分析 |
| 5.1 测试前的准备工作 |
| 5.2 测试数据 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 液压泵和马达的功率回馈系统 |
| 6.1 功率回馈方案比较 |
| 6.2 液压泵及马达测试功率回馈原理 |
| 6.3 液压泵及马达测试功率回馈系数计算 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 系留气球介绍 |
| 1.2.1 系留气球组成 |
| 1.2.2 系留气球的应用和优势 |
| 1.2.3 系留气球的发展历史 |
| 1.2.4 系留气球涉及的关键技术 |
| 1.3 绞车介绍 |
| 1.3.1 绞车发展历史 |
| 1.3.2 绞车的应用 |
| 1.3.3 绞车的控制技术 |
| 1.4 论文主要工作与组织结构 |
| 1.4.1 论文主要工作 |
| 1.4.2 论文组织结构 |
| 第二章 绞车系统总体方案设计 |
| 2.1 系统构成 |
| 2.2 系统布局 |
| 2.3 系统方案设计 |
| 2.3.1 牵引机方案设计 |
| 2.3.2 储缆机方案设计 |
| 2.3.3 电气控制系统方案设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 系统机构设计与研究 |
| 3.1 牵引机的设计与研究 |
| 3.1.1 系留缆绳张力释放技术研究 |
| 3.1.2 驱动动力设计 |
| 3.1.3 关键机械零部件校核 |
| 3.2 储缆机的设计与研究 |
| 3.2.1 变径排缆技术设计与研究 |
| 3.2.2 储缆机的同步技术研究 |
| 3.2.3 驱动动力设计 |
| 3.2.4 储缆筒容绳量推算 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 测控系统设计 |
| 4.1 测控系统功能 |
| 4.1.1 数据采集 |
| 4.1.2 绞车速度控制 |
| 4.1.3 放缆速度、放缆长度的测量与保护 |
| 4.1.4 异常报警 |
| 4.2 硬件设计 |
| 4.2.1 硬件系统构成 |
| 4.2.2 I/O接线表 |
| 4.3 软件设计 |
| 4.3.1 开发环境 |
| 4.3.2 软件配置项CSCI |
| 4.3.3 软件模块构成 |
| 4.3.4 软件接口设计 |
| 4.3.5 PC104与变频器通信 |
| 4.3.6 软件开发流程 |
| 4.3.7 软件界面 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 系统可靠性分配和FMECA分析 |
| 5.1 可靠性简介 |
| 5.1.1 可靠性分配的准则 |
| 5.1.2 可靠性指标分配方法 |
| 5.2 绞车系统可靠性分配 |
| 5.2.1 绞车系统建模 |
| 5.2.2 系统可靠性分配 |
| 5.2.3 各单元可靠性分配 |
| 5.3 FMECA分析 |
| 5.3.1 FMECA介绍 |
| 5.3.2 绞车功能层次与结构层次分析 |
| 5.3.3 绞车任务可靠性 |
| 5.3.4 故障模式分析 |
| 5.3.5 FMECA、CA表汇总及说明 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 系统试验测试 |
| 6.1 缆绳尾张力标定和测试 |
| 6.2 绞车性能试验测试 |
| 6.2.1 载荷和速度试验测试 |
| 6.2.2 制动试验测试 |
| 6.3 系统联调试验测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的学术成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 本课题的研究背景 |
| 1.2.1 摆线液压马达研究现状 |
| 1.2.2 液压马达试验系统研究现状 |
| 1.2.3 液压马达试验台问题 |
| 1.2.4 液压马达试验台发展趋势 |
| 1.3 本课题的提出 |
| 1.4 本课题的主要内容 |
| 1.5 本课题研究意义 |
| 第2章 液压马达试验系统回收方式分析比较 |
| 2.1 液压马达试验内容 |
| 2.2 液压马达几种加载方式的比较 |
| 2.2.1 非功率回收方式 |
| 2.2.2 功率回收方式 |
| 2.2.3 几种补偿方式的比较 |
| 2.3 试验系统回收方式的确定 |
| 2.4 液压马达试验系统的特性要求 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 液压马达功率回收试验系统的设计 |
| 3.1 系统压力加载调节方式 |
| 3.2 系统功率补偿的方法 |
| 3.3 容积调速回路特性分析 |
| 3.4 液压马达试验系统的设计 |
| 3.5 摆线液压马达参数 |
| 3.6 系统液压元件的选择 |
| 3.6.1 变量泵的选择 |
| 3.6.2 联轴器的选择 |
| 3.6.3 管件的选择 |
| 3.6.4 液压阀的选择 |
| 3.6.5 液压辅件的选择 |
| 3.7 系统参数分析 |
| 3.8 试验系统回收率计算 |
| 3.8.1 理论情况下回收率计算 |
| 3.8.2 实际情况下的回收率计算 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 功率回收液压马达试验系统的仿真 |
| 4.1 建模仿真软件AMESim的功能 |
| 4.2 建模仿真软件AMESim的基本特性 |
| 4.3 液压马达试验系统建模仿真 |
| 4.3.1 恒压变量泵建模分析 |
| 4.3.2 功率回收液压马达试验系统模型的建立 |
| 4.3.3 系统加载特性仿真 |
| 4.3.4 型式试验仿真 |
| 4.3.5 系统转速和压力最大适应性仿真 |
| 4.3.6 仿真系统温度的调节 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 控制系统的设计 |
| 5.1 液压马达测控系统概述 |
| 5.1.1 系统控制模型的建立 |
| 5.1.2 系统pid反馈调节模型的建立 |
| 5.1.3 系统pid反馈调节在液压马达功率回收模型中的应用 |
| 5.2 液压马达试验台的控制系统硬件结构 |
| 5.3 液压马达测试系统软件系统的设计 |
| 5.4 界面的设计 |
| 5.5 系统设计要点 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 摆线液压马达试验内容 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 柴油发电机组的发展与研究状况 |
| 1.2.1 调速技术的发展历程及国内外研究现状 |
| 1.2.2 调速系统控制策略的研究 |
| 1.2.3 无功补偿装置发展历程研究 |
| 1.2.4 无功补偿的控制策略研究 |
| 1.3 本文的主要研究工作 |
| 1.4 各章内容安排 |
| 第2章 柴油发电机组的工作原理与数学模型 |
| 2.1 系统组成结构 |
| 2.2 柴油机的工作过程及调速原理 |
| 2.3 数学模型的建立 |
| 2.3.1 柴油机的建模分析 |
| 2.3.2 执行机构的建模分析 |
| 2.4 无功补偿的基本原理 |
| 2.5 TSC型无功补偿装置 |
| 2.5.1 TSC型无功补偿装置的基本结构及原理 |
| 2.5.2 TSC投切时刻的选取 |
| 2.5.3 补偿电容器的接线方法的确定 |
| 2.5.4 补偿电容器分组方式的确定 |
| 2.5.5 补偿容量的确定 |
| 2.5.6 控制策略的确定 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 柴油发电机组的转速控制系统设计 |
| 3.1 常规PID控制系统研究 |
| 3.1.1 常规PID控制算法分析 |
| 3.1.2 数字PID控制器分析 |
| 3.2 模糊PID控制系统研究 |
| 3.2.1 模糊控制技术的引入 |
| 3.2.2 模糊控制原理研究 |
| 3.2.3 基于模糊PID算法的柴油机调速系统设计 |
| 3.2.4 柴油机转速控制系统的仿真分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 柴油发电机组的硬件设计 |
| 4.1 柴油发电机组硬件电路框架设计 |
| 4.2 柴油发电机组调速系统的硬件电路设计 |
| 4.2.1 转速采集电路设计 |
| 4.2.2 气缸位置识别信号采集电路设计 |
| 4.2.3 怠速/额定转速切换电路设计 |
| 4.2.4 执行器驱动模块设计 |
| 4.2.5 压力信号检测电路设计 |
| 4.2.6 温度信号检测电路设计 |
| 4.3 柴油发电机组无功补偿系统的硬件设计 |
| 4.3.1 主电路设计 |
| 4.3.2 控制电路硬件设计 |
| 4.4 STM32外围功能电路设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 柴油发电机组的软件设计 |
| 5.1 软件开发环境 |
| 5.2 柴油发电机组调速系统的软件设计 |
| 5.2.1 柴油机转速控制程序设计 |
| 5.2.2 ADC模块程序设计 |
| 5.2.3 输入捕获模块程序设计 |
| 5.3 柴油发电机组无功补偿系统的软件设计 |
| 5.3.1 无功补偿系统主程序的设计 |
| 5.3.2 发电机侧数据的采集与计算程序设计 |
| 5.3.3 功率因数测量程序设计 |
| 5.3.4 电容器投切程序设计 |
| 5.4 柴油发电机组监控系统的软件设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录一:柴油发电机组监控界面 |
| 附录二:柴油发电机组调速器部分原理图 |
| 附录三:作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 末端执行器的发展概况 |
| 1.2.1 轨道快车项目末端执行器 |
| 1.2.2 SSRMS末端执行器 |
| 1.2.3 ERA末端执行器 |
| 1.2.4 ETS-VII末端执行器 |
| 1.2.5 中国大型末端执行器 |
| 1.3 末端执行器抓取动力学的研究概况 |
| 1.4 半物理仿真的研究概况 |
| 1.5 末端执行器的结构与工作原理 |
| 1.5.1 捕获模块 |
| 1.5.2 拖动模块 |
| 1.5.3 锁紧模块 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 末端执行器抓取动力学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 航天器抓取过程的描述 |
| 2.3 基于刚性机械臂的末端执行器抓取动力学建模 |
| 2.3.1 机械臂系统动力学模型 |
| 2.3.2 目标航天器动力学模型 |
| 2.3.3 航天器之间的相对定位 |
| 2.3.4 相对运动 |
| 2.4 基于柔性机械臂的末端执行器抓取动力学建模 |
| 2.4.1 基于柔性机械臂的末端执行器动力学模型 |
| 2.4.2 基于柔性机械臂的主动航天器动力学模型 |
| 2.4.3 相对运动 |
| 2.5 抓取动力学模型的验证 |
| 2.5.1 验证基于刚性机械臂的末端执行器抓取动力学模型 |
| 2.5.2 验证基于柔性机械臂的末端执行器抓取动力学模型 |
| 2.6 各参数对抓取过程中相对运动的影响 |
| 2.6.1 接触碰撞力的影响 |
| 2.6.2 机械臂的阻尼与刚度的影响 |
| 2.6.3 航天器质量的影响 |
| 2.6.4 位置矢量的影响 |
| 2.7 接触碰撞力的模型 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 抓取动力学半物理仿真系统稳定性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 末端执行器抓取动力学半物理仿真系统的描述 |
| 3.3 单自由度半物理仿真系统数学模型的建立 |
| 3.3.1 单自由度抓取动力学的模型 |
| 3.3.2 单自由度末端执行器抓取动力半物理仿真系统的模型 |
| 3.4 各参数对系统稳定性的影响 |
| 3.4.1 钢丝绳的阻尼与刚度 |
| 3.4.2 Stewart平台的速度增益 |
| 3.4.3 机械臂的阻尼与刚度 |
| 3.4.4 末端执行器质量、目标航天器质量和主动航天器质量 |
| 3.5 半物理仿真系统稳定的条件 |
| 3.6 仿真与验证 |
| 3.6.1 验证方案 |
| 3.6.2 仿真结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 半物理仿真系统的工作过程及仿真精度研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 半物理仿真系统的详细设计 |
| 4.2.1 抓取动力学解算单元 |
| 4.2.2 伺服控制单元 |
| 4.3 半物理仿真系统的工作过程 |
| 4.3.1 抓取初始条件规划 |
| 4.3.2 末端执行器抓取动力学仿真过程 |
| 4.4 半物理仿真系统的仿真精度问题 |
| 4.4.1 半物理仿真系统的仿真误差的来源 |
| 4.4.2 半物理仿真系统的滞后补偿 |
| 4.4.3 滞后补偿的仿真研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 半物理仿真系统的虚拟样机及仿真分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 半物理仿真系统的虚拟样机 |
| 5.2.1 Stewart平台建模 |
| 5.2.2 末端执行器建模 |
| 5.2.3 目标适配器建模 |
| 5.2.4 虚拟样机 |
| 5.3 半物理仿真系统的虚拟样机的验证 |
| 5.3.1 末端执行器抓取的ADAMS模型 |
| 5.3.2 虚拟样机上的仿真结果 |
| 5.4 不同条件下的仿真分析 |
| 5.4.1 抓取初始条件 |
| 5.4.2 机械臂刚度 |
| 5.4.3 目标航天器质量 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
