【目的】为准确高效地分析多轴双环磁力齿轮(Multishaft Double Ring-Plate Magnetic Gears,MDRMGs)的磁力与动力学特性,改善摆线式磁力齿轮(Cycloidal Permanent Magnetic Gear,CPMG)转臂轴承工况并延长使用寿命,将磁力齿轮与机械式环...【目的】为准确高效地分析多轴双环磁力齿轮(Multishaft Double Ring-Plate Magnetic Gears,MDRMGs)的磁力与动力学特性,改善摆线式磁力齿轮(Cycloidal Permanent Magnetic Gear,CPMG)转臂轴承工况并延长使用寿命,将磁力齿轮与机械式环板齿轮相结合,设计了一种多轴双环磁力齿轮传动结构。【方法】提出一种磁场单元归类法,进而建立了高效且计及端部漏磁效应的气隙磁场及静态转矩数理模型;同时,基于Riccati传递矩阵法,建立了MDRMG偏心轴转子系统动力学模型。【结果】将磁场单元归类法与有限元法进行对比,发现二者所得的磁密度及磁力结果高度一致,但磁场单元归类法的计算耗时更短;分析还发现,环板间距的变化会影响磁场单元的归类计算及动力学模型中的集总参数,使得MDRMG的静态磁力转矩随环板间距的增加而增加,偏心轴的临界转速随环板间距的增加而减小。磁场单元归类法能够高效且准确地分析MDRMG的气隙磁场及转矩特性;同时,环板间距对MDRMGs的磁场和动力学性能有一定影响。展开更多
本研究针对无人艇路径跟踪中存在的未知干扰及鲁棒性差的问题,提出一种基于非线性干扰观测器的自适应积分制导控制方法。首先,将自适应积分视线制导律(Adaptive Integral Line-of-Sight,AILOS)与无人艇动力学控制器相结合,实现期望艏向...本研究针对无人艇路径跟踪中存在的未知干扰及鲁棒性差的问题,提出一种基于非线性干扰观测器的自适应积分制导控制方法。首先,将自适应积分视线制导律(Adaptive Integral Line-of-Sight,AILOS)与无人艇动力学控制器相结合,实现期望艏向角的实时自适应制导,并通过积分补偿外界环境干扰产生的未知时变漂角;其次,设计非线性干扰观测器,以补偿系统受到的外界未知环境干扰;然后,利用期望艏向角及干扰估计值,自上而下设计路径跟踪系统的运动学和动力学控制律,实现无人艇路径的精准跟踪控制;最后,通过李雅普诺夫理论证明控制器的稳定性,并结合SimuNPS仿真验证。仿真结果表明,该控制方法能够精准跟踪路径,且在特定复杂干扰下具有强鲁棒性;无人艇控制器的各项跟踪指标均达到预期目标,验证了所提自适应积分制导控制方法的有效性。展开更多
文摘【目的】为准确高效地分析多轴双环磁力齿轮(Multishaft Double Ring-Plate Magnetic Gears,MDRMGs)的磁力与动力学特性,改善摆线式磁力齿轮(Cycloidal Permanent Magnetic Gear,CPMG)转臂轴承工况并延长使用寿命,将磁力齿轮与机械式环板齿轮相结合,设计了一种多轴双环磁力齿轮传动结构。【方法】提出一种磁场单元归类法,进而建立了高效且计及端部漏磁效应的气隙磁场及静态转矩数理模型;同时,基于Riccati传递矩阵法,建立了MDRMG偏心轴转子系统动力学模型。【结果】将磁场单元归类法与有限元法进行对比,发现二者所得的磁密度及磁力结果高度一致,但磁场单元归类法的计算耗时更短;分析还发现,环板间距的变化会影响磁场单元的归类计算及动力学模型中的集总参数,使得MDRMG的静态磁力转矩随环板间距的增加而增加,偏心轴的临界转速随环板间距的增加而减小。磁场单元归类法能够高效且准确地分析MDRMG的气隙磁场及转矩特性;同时,环板间距对MDRMGs的磁场和动力学性能有一定影响。
文摘本研究针对无人艇路径跟踪中存在的未知干扰及鲁棒性差的问题,提出一种基于非线性干扰观测器的自适应积分制导控制方法。首先,将自适应积分视线制导律(Adaptive Integral Line-of-Sight,AILOS)与无人艇动力学控制器相结合,实现期望艏向角的实时自适应制导,并通过积分补偿外界环境干扰产生的未知时变漂角;其次,设计非线性干扰观测器,以补偿系统受到的外界未知环境干扰;然后,利用期望艏向角及干扰估计值,自上而下设计路径跟踪系统的运动学和动力学控制律,实现无人艇路径的精准跟踪控制;最后,通过李雅普诺夫理论证明控制器的稳定性,并结合SimuNPS仿真验证。仿真结果表明,该控制方法能够精准跟踪路径,且在特定复杂干扰下具有强鲁棒性;无人艇控制器的各项跟踪指标均达到预期目标,验证了所提自适应积分制导控制方法的有效性。
