ON GENERAL TYPE OF DIGITAL OPTIMAL PREVIEW SERVO SYSTEM

ＯＮＧＥＮＥＲＡＬＴＹＰＥＯＦＤＩＧＩＴＡＬＯＰＴＩＭＡＬＰＲＥＶＩＥＷＳＥＲＶＯＳＹＳＴＥＭ（廖福成）（江上正）（土谷武士）（于欣）ＯＮＧＥＮＥＲＡＬＴＹＰＥＯＦＤＩＧＩＴＡＬＯＰＴＩＭＡＬＰＲＥＶＩＥＷＳＥＲＶＯＳＹＳＴＥＭ￥ＬｉａｏＦｕｃｈｅｎ...     

Application of Modelica/MWorks on modeling,simulation and optimization for electro-hydraulic servo valve system

Electro-hydraulic servo valve is a typical complicated multi-domain system constituted by mechanical, electric, hydraulic and magnetic components, which is widely used in electro-hydraulic servo systems such as construction machinery, heavy equipment, weapon and so forth. The traditional method of modeling and simulation of servo valve is based on block diagram or signal flow, which cannot describe the servo valve system from components level nor be used in modeling and simulation of overall servo systems. In the procedure of traditional method, computational causality must be involved in modeling of servo valve, which is inconvenient to execute modification on components or parameters. Modelica is an object-oriented modeling language which is suited for large, complex, heterogeneous and multi-domain systems. The key features of Modelica are multi-domain, object-oriented and non-causal, which are suitable for modeling of servo valve and make the model readable, reusable, and easy to modify. The simulation results show similar curves with traditional method. This new servo valve modeling and simulation method can provide the engineers a more efficient way to design and optimize a servo valve and an overall servo system.     

伺服转台高精度控制系统带宽设计的探讨

以实际的伺服控制系统设计为例,从跟踪误差、干扰控制、噪声衰减和系统不稳定性的限制等几个方面研究了伺服控制系统的带宽问题,给出了选择带宽的方法结果,在实际应用中较好地折衷了系统稳定和系统性能的关系。     

双边沿鉴频鉴相器的设计

一本文提出了用ＥＰＬＤ芯片实现高分辨率的双边沿鉴频鉴相器，从而解决了锁相伺服系统的高精度问题。     

调宽控制平台稳定系统对陀螺漂移影响的研究

介绍了在平台式惯导系统中,由脉冲调宽加矩方式控制的惯性稳定平台的角振动对陀螺漂移的因素,通过对平台稳定系统的动态仿真,得出了它螺漂移与采用脉宽调制工作的稳定回路参数之间的关系,为惯性平台稳定回路的设计提供重要的数据依据。     

三轴转台陀螺伺服系统的模型分析与解耦设计

本文对三轴陀螺伺服转台模型进行了较为详细的分析,并进行了适当的简化,在此基础 上对系统进行了解耦设计。     

海洋重力传感器伺服回路分析与设计

海洋重力仪是改善舰船惯导系统精度的重要设备，其重力传感器的伺服回路决定着仪器的精度和动态性能。作在介绍零长弹簧海洋重力传感器结构原理的基础上，研究其伺服回路的结构组成和设计方法，分析了其主要环节参数对系统性能的影响，考察了其时域性能，对海洋重力仪的研制具有重要指导作用。     

测试转台陀螺伺服系统全数字控制实现

讨论了测试转台中陀螺伺服状态的构成原理，提出了一种基于全数字控制的陀螺伺服系统实现方案。该方案不仅方便系统参数在线调整，而且可以完成多种不同类型，不同参数的陀螺仪伺服实验，目前已经成功地用于某型空气轴承伺服转台，取得了满意的结果。     

Aerodynamic shape optimization for unsteady three-dimensional flows

This paper presents an adjoint method for the optimum shape design of unsteady flows. The goal is to develop a set of discrete unsteady adjoint equations and the corresponding boundary condition for the non-linear frequency domain method. First, this paper presents the complete formulation of the time dependent optimal design problem. Second, we present the non-linear frequency domain adjoint equations for three-dimensional flows. Third, we present results that demonstrate the application of the theory to a three-dimensional wing.     

伺服转台恒温装置结构及控制系统

本文在完成某高精度伺服转台恒温系统的研制任务基础上，全面阐述了伺服转台台面恒温系统的实现措施及理论依据。主要包括结构设计、恒温箱与台面间的非接触密封、恒温箱的设计及模型参数估计、温度检测及控制系统设计     

静电陀螺测试转台电气部分方案设计

叙述了静电陀螺三环测试转台电气部分的方案设计要点。该电气部分包括静电陀螺启动与控制系统，转台控制系统，计算机三大部分，测角分系统采用粗精耦合式角位置传感器。双轴伺服分系统采用带有纯积分环节的一阶无差控制系统，三轴位置控制分系统采用一阶无差数字控制的方案，从而确保转台满足精度指标。     

汽车动力总成悬置系统振动解耦计算方法研究

目前,汽车发动机动力总成悬置系统设计的主要任务是选择悬置元件的刚度、位置和角度,使悬置系统自由振动模态频率避开发动机怠速激励力频率与车身自振频率,并尽量提高各模态振型的解耦程度,从而提高悬置系统隔振效果。悬置系统按预定频率严格解耦设计是使设计出的悬置系统模态频率完全等于按汽车设计频率规划预定的频率,并使各模态的振型严格解耦,即各向振动能量的解耦度等于1。本文从悬置系统的自由振动方程出发给出了对悬置系统按预定频率严格解耦设计的方程组,通过方程组构造函数进而求出该方程组的解,从而提供比当前的悬置系统模态优化设计更为简便高效的优化设计方法。相应的算例验证了本文提出的按预定频率严格解耦设计方程和求解方法的正确性。     

控制力矩陀螺框架伺服系统的超低速测速方法

在超低转速下,有限的转速测量分辨率是影响控制力矩陀螺框架伺服系统控制性能的一个重要因素.在分析转速分辨率对超低速控制性能影响的基础上,提出了一种基于多周期后向差分的转速计算方法,可提高测速分辨率并保证测速带宽.针对后向差分带来的相位延迟会限制测速分辨率进一步提高的问题,在选取合适的差分周期基础上,采用Kalman预估器对框架转速进行预估,进一步提高了框架转速的测速分辨率及测速带宽.通过仿真表明,所提出的测速方法将转速分辨率提高了两个数量级,解决了框架伺服系统在超低转速下由于有限的转速测量分辨率造成的爬行现象.     

基于DSP和CPLD的数字化转台伺服系统的设计与实现

介绍了一种数字化转台伺服系统的设计及其实现．在设计中使用了数字信号处理器(DSP)以及复杂可编程逻辑器件(CPLD)，有效地降低了模拟电路中噪声、漂移等固有因素的影响，使得系统具有较高的精度。实验证明了该方案的实用性和有效性。     

SELECTION OF OBJECTIVE FUNCTIONS AND APPLICATION OF GENETIC ALGORITHMS IN DAMPING DESIGN OF PIPE SYSTEM

The vibration failure of pipe system of aeroengine seriously influences the safety of aircraft. Its damping design is determined by the selection of the design target, method and their feasibility. Five objective functions for the vibration design of a pipeline or pipe system are introduced, namely, the frequency, amplitude, transfer ratio, curvature and deformation energy as options for the optimization process. The genetic algorithms (GA) are adopted as the optimization method, in which the selection of the adaptive genetic operators and the method of implementation of the GA process are crucial. The optimization procedure for all the above objective functions is carried out using GA on the basis of finite element software-MSC/NASTRAN.The optimal solutions of these functions and the stress distribution on the structure are calculated and compared through an example, and their characteristics are analyzed. Finally we put forward two new objective functions, curvature and deformation energy for pipe system optimization. The calculations show that using the curvature as the objective function can reflect the case of minimal stress, and the optimization results using the deformation energy represent lesser and more uniform stress distribution. The calculation results and process showed that the genetic algorithms can effectively implement damping design of engine pipelines and satisfy the efficient engineering design requirement.     

基于MATAB/Simulink的双电机速度跟踪伺服系统仿真

在分析直流无刷电机的数学模型的基础上,通过研究双电机速度跟踪伺服系统的结构与运行原理,对系统建立有效的仿真模型,完成了系统的计算机仿真.在MATLAB/Simulink环境下,采用基于位置的电控式跟踪控制策略,构建了双电机速度跟踪伺服系统仿真模型,主电机采用速度、电流双闭环控制,从电机在双闭环基础上外加位置环完成速度跟踪,并选择数字PID控制算法对系统进行仿真实验.仿真试验结果与系统设计要求一致,验证了数学模型的有效性及控制系统的合理性,有利于加快实际系统设计和调试的进程.     

陀螺仪漂移测试小角度伺服法实验方案的改进

为了提高陀螺仪的使用精度,研究了陀螺仪漂移测试的伺服法实验技术.依托973项目,在国内首次完成了高精度单自由度静压液浮陀螺仪的伺服法实验.找到了影响小角度伺服法实验测试精度的主要误差源,即小角度伺服法实验的方法误差,通过对该误差的分析,提出了改进的小角度伺服实验方案.建立了小角度伺服法实验方法误差的仿真模型,用改进方案和原始方案分别进行了仿真和实验,结果表明改进方案同原始方案相比,陀螺仪漂移误差模型中的三项系数辨识精度均有提高.     

机器人无标定视觉伺服控制研究进展

视觉伺服控制是机器人系统重要的控制手段. 相比传统的在标定条件下使用的视觉伺服系统,无标定视觉伺服系统具有更高的灵活性与适应性,是机器人伺服控制系统未来重要的发展方向和研究热点. 本文从目标函数选择、控制器设计、运动轨迹规划三方面综述了无标定视觉伺服控制系统近年来的主要研究进展. 首先根据目标函数的形式,分析了基于位置的视觉伺服、基于图像的视觉伺服以及混合视觉伺服各自的特点与应用;在控制器设计方面,根据是否在设计过程中考虑机器人的非线性动力学特性,分别介绍了考虑机器人运动学与考虑机器人动力学的无标定视觉伺服控制器的设计,重点突出了雅克比矩阵的构造与估计方法;针对无标定视觉伺服系统运动轨迹可能存在的问题,从空间轨迹优化与障碍规避的角度,阐述了已有的可行解决方案. 最后,基于当前的研究进展展望了无标定视觉伺服的未来研究方向.      

静电陀螺监控器赤道陀螺仪低纬度下的随动性能

静电陀螺监控器赤道陀螺仪处于低纬度地区启动或运行时,易出现未捕获的问题。针对该问题,通过仿真及试验,探明了在无减速器随动系统的复示误差发生变化的情况下赤道陀螺仪方位环随动系统性能与h角及所处纬度等的关系,进而揭示了在低纬度地区静电陀螺监控器赤道陀螺仪易出现未捕获问题的原理所在。同时证明了高品质、高动态性能的静电陀螺监控器无减速器复示系统及高度环、方位环随动系统是十分重要的。     

On the frequency bandwidth change of a servo system with a gear reducer due to backlash and motor input voltage

Summary The paper analyzes how the frequency bandwidth of a servo system is affected by the input voltage of its motor and the magnitude of the total backlash. The bandwidth of the system is defined as the set of antiresonance frequencies, which appears in the frequency-response characteristic. The change in the frequency-response characteristics is investigated depending on motor input voltage and the magnitude of the total backlash. It is shown that at infinite motor input voltage, the servo system has a bandwidth equivalent to that of a backlash-free system. The amount of the systems bandwidth reduction due to the backlash changes greatly with the motor input voltage. It becomes possible then to determine the necessary maximum input voltage of the motor and the admissible magnitude of the total backlash to satisfy the desired bandwidth for a servo system with a gear reducer.