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电液伺服系统线性自抗扰控制参数频域整定方法
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作者 杨钢 潘越 +2 位作者 王照卓 徐越 李宝仁 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第10期2034-2044,共11页
针对电液伺服系统线性自抗扰控制(LADRC)参数难以整定的问题,推导并分析LADRC的频域等效模型;从频域角度分析LADRC的系统矫正机理,研究各参数对电液伺服系统闭环性能的影响;讨论在不同液压固有频率工况下LADRC的系统校正能力和阶数选取... 针对电液伺服系统线性自抗扰控制(LADRC)参数难以整定的问题,推导并分析LADRC的频域等效模型;从频域角度分析LADRC的系统矫正机理,研究各参数对电液伺服系统闭环性能的影响;讨论在不同液压固有频率工况下LADRC的系统校正能力和阶数选取,基于伯德稳定判据提出LADRC的参数匹配设计方法.仿真与实验结果表明,所提参数匹配设计方法能够使闭环系统稳定.对于液压固有频率较低的系统,三阶LADRC控制器能够有效增大响应带宽,提高响应速度;对于液压固有频率较高的系统,一阶LADRC较三阶LADRC具有更好的控制效果.在实验条件下,一阶LADRC的阶跃响应超调、调节时间以及动态跟踪均方根误差较三阶LADRC分别减少了71.25%、61.79%和71.29%. 展开更多
关键词 电液伺服系统 线性自抗扰控制(LADRC) 参数整定 频域分析 稳定性分析
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液压伺服系统的改进自抗扰控制
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作者 魏立新 秦鹏帅 《燕山大学学报》 北大核心 2025年第5期429-435,470,共8页
液压伺服系统具有输出功率大的特点,因此在工业领域得到了广泛的应用,但液压伺服系统的建模不确定性和外界扰动影响了系统的位置跟踪控制性能。针对该问题,本文提出一种基于径向基函数神经网络的自抗扰控制器,并结合改进的麻雀搜索算法... 液压伺服系统具有输出功率大的特点,因此在工业领域得到了广泛的应用,但液压伺服系统的建模不确定性和外界扰动影响了系统的位置跟踪控制性能。针对该问题,本文提出一种基于径向基函数神经网络的自抗扰控制器,并结合改进的麻雀搜索算法对参数进行调整。首先,利用AMEsim-Simulink软件对液压伺服系统进行协同仿真,完成控制对象的构建,通过物理仿真降低数学建模不确定性的影响。其次,构建径向基函数神经网络对被控对象受到的扰动进行补偿,近似地认为原对象受到的扰动变化范围变小,从而提高控制品质。最后,针对自抗扰控制器参数较多且相互耦合、参数调整困难问题,采用改进的麻雀搜索算法对自抗扰控制器的参数进行优化。仿真结果表明,复合控制系统可以大大降低超调量,提高控制精度。 展开更多
关键词 自抗扰控制 神经网络 改进麻雀搜索算法 液压伺服系统控制
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往复密封平面应变模型与轴对称模型对比研究
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作者 彭超 张鑫 +3 位作者 靳思博 杨亮 何涛 欧阳小平 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第5期1031-1039,1050,共10页
针对往复密封研究中平面应变模型与轴对称模型计算结果差异不明的问题,研究2种模型的宏微观密封特性.通过数值迭代计算的方法,求解往复作动中密封界面的流体域模型、微观接触模型和变形方程,在宏观零拉伸率的条件下,详细对比2种建模方... 针对往复密封研究中平面应变模型与轴对称模型计算结果差异不明的问题,研究2种模型的宏微观密封特性.通过数值迭代计算的方法,求解往复作动中密封界面的流体域模型、微观接触模型和变形方程,在宏观零拉伸率的条件下,详细对比2种建模方法的接触压力、油膜压力和摩擦泄漏等密封特性的计算结果差异.研究结果表明,2种模型的计算结果趋势相同,计算所得的泄漏量较接近,但利用平面应变模型计算得到的静态接触压力、油膜压力、摩擦力均小于轴对称模型,原因是平面应变模型未考虑压缩过程中的负拉伸效应. 展开更多
关键词 往复密封 平面应变模型 轴对称模型 负拉伸效应
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基于不确定性观测器的牵引机恒转速新型非线性积分滑模控制
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作者 周俊宏 林光龙 +3 位作者 吴建芳 张龙浩 曾凡敬 吴荣华 《液压与气动》 北大核心 2025年第9期116-125,共10页
针对输电放线设备中闭式液压牵引机的恒转速控制问题,提出了一种新型非线性积分滑模控制方法。首先,建立了牵引机恒转速控制系统的详细数学模型,同时为了降低控制器复杂度和工程实践难度,利用奇异摄动思想对模型进行了合理的降阶处理。... 针对输电放线设备中闭式液压牵引机的恒转速控制问题,提出了一种新型非线性积分滑模控制方法。首先,建立了牵引机恒转速控制系统的详细数学模型,同时为了降低控制器复杂度和工程实践难度,利用奇异摄动思想对模型进行了合理的降阶处理。其次,利用降阶模型设计了一种新型的非线性积分滑模控制方法,通过Lyapunov稳定性理论详细地说明了引入非线性项可有效提高收敛速度和控制精度。此外,为了进一步提高系统对不确定性的鲁棒性,设计了一种不确定性观测器,对系统中包括参数不确定性和外部扰动在内的各种不确定性进行观测和补偿。最后,利用多物理域建模工具箱Simscape搭建了牵引机转速控制系统的仿真平台,将所提控制方法与传统的积分滑模控制和比例积分控制进行了仿真验证比较。结果不但表明了降阶模型的有效性,而且无论对于阶跃型还是正弦时变负载,设计的不确定性观测器均能实现准确估计。牵引机转速阶跃响应无超调,调节时间缩短至1.2 s,对于100 N·m的静态负载,速度降仅为00127 m/s;对于100sin(πt)N獉m的动态负载,速度最大稳态误差为0.012 m/s。即使系统在同时存在参数正负摄动和100sin(πt)N獉m时变负载的复合工况下,速度最大稳态误差也仅为0016 m/s,因此所提出的控制方法能显著提升牵引机的恒转速控制性能。 展开更多
关键词 放线设备 闭式液压牵引机 恒转速控制 非线性积分滑模控制 不确定性观测器
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基于滑模变结构控制的液压伺服系统超低速轨迹跟踪 被引量:13
5
作者 苗中华 王旭永 +1 位作者 刘成良 陶建峰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1182-1186,共5页
为了实现液压伺服系统大摩擦力矩下的超低速轨迹精确跟踪,分析了系统中存在的非线性摩擦特性及摩擦模型.针对中空液压电机液压伺服系统,设计了基于趋近率的滑模变结构控制器,进行了阀控中空液压电机伺服系统实验研究.结果表明:滑模变结... 为了实现液压伺服系统大摩擦力矩下的超低速轨迹精确跟踪,分析了系统中存在的非线性摩擦特性及摩擦模型.针对中空液压电机液压伺服系统,设计了基于趋近率的滑模变结构控制器,进行了阀控中空液压电机伺服系统实验研究.结果表明:滑模变结构控制方案较PD控制策略具有更好的动、静态特性以及对参数变化和外界干扰的鲁棒性,实现超低速下的大摩擦力矩补偿. 展开更多
关键词 摩擦补偿 滑模变结构控制 中空液压电机 轨迹跟踪
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基于动态逆模型的电液位置伺服系统复合控制 被引量:21
6
作者 姚建勇 焦宗夏 黄澄 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期145-151,共7页
电液位置伺服系统是典型的非线性系统,且往往存在较强的外部干扰。正是由于系统非线性及不确定性,传统方法设计的闭环控制器往往不能满足系统的高性能需求。基于系统动态逆模型设计出复合控制器,包括前馈控制器和鲁棒控制器,分别用于提... 电液位置伺服系统是典型的非线性系统,且往往存在较强的外部干扰。正是由于系统非线性及不确定性,传统方法设计的闭环控制器往往不能满足系统的高性能需求。基于系统动态逆模型设计出复合控制器,包括前馈控制器和鲁棒控制器,分别用于提高系统的控制精度及鲁棒性,给出电液位置伺服系统鲁棒控制器的一般设计方法,并针对电液伺服系统的主要非线性参数,给出在线预估的自适应方法。最后给出复合控制器的验证实例,并对所建数学模型及参数预估方法进行验证,试验结果表明,所提出的基于动态逆模型的复合控制策略提高了系统控制精度,增强了系统抑制外干扰的能力,拓展了系统双十频宽。 展开更多
关键词 动态逆模型 自适应控制 鲁棒控制 电液位置伺服系统
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无磁液压马达伺服系统的长管道效应 被引量:10
7
作者 璩金超 王旭永 +2 位作者 代勇 陶建峰 扬飞鸿 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期184-189,共6页
针对无磁液压马达伺服系统对无磁环境的特殊要求,需要将能产生电磁干扰的伺服阀和无磁马达通过长管道远距离配置.为了研究长管道对无磁液压马达伺服系统性能的影响,在精确管道模型的基础上建立了有管道效应的阀控马达伺服系统数学模型,... 针对无磁液压马达伺服系统对无磁环境的特殊要求,需要将能产生电磁干扰的伺服阀和无磁马达通过长管道远距离配置.为了研究长管道对无磁液压马达伺服系统性能的影响,在精确管道模型的基础上建立了有管道效应的阀控马达伺服系统数学模型,利用计算机仿真分析了管道效应对伺服系统频率响应的影响.仿真结果得出了管道长度、直径和其他系统参数对系统的影响规律,揭示了长管道效应会大幅降低阀控马达伺服系统的液压固有频率和液压阻尼比,并通过实验进行验证.采用三闭环反馈控制策略代替传统的简单比例-积分-微分(PID)控制策略,在一定程度上抑制了管道效应带来的不利影响. 展开更多
关键词 无磁环境 长管道 三闭环反馈
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基于电机运行状态的电静压伺服机构内泄漏检测方法 被引量:6
8
作者 贺青川 刘慧 +1 位作者 潘骏 陈文华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1407-1414,共8页
针对电静压伺服机构存在的内泄漏难以直接观测且缺乏有效间接检测方法的问题,利用电机运行状态变化与闭式循环液压系统内泄漏之间的关联关系,提出了一种基于电机电流、转速数据的电静压伺服机构内泄漏检测方法。为从运行状态数据中精准... 针对电静压伺服机构存在的内泄漏难以直接观测且缺乏有效间接检测方法的问题,利用电机运行状态变化与闭式循环液压系统内泄漏之间的关联关系,提出了一种基于电机电流、转速数据的电静压伺服机构内泄漏检测方法。为从运行状态数据中精准提取微弱故障特征,基于深度学习建立了一种能够定向提取数据特征的卷积神经网络算法。经故障植入实验验证,所提方法的内泄漏检测的准确率高达98.7%,从而为解决电静压伺服机构内泄漏检测难题提供了有效方法。 展开更多
关键词 电静压伺服机构 内泄漏 故障检测 液压系统 卷积神经网络
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大摩擦力矩下电液伺服系统高精度控制与实验分析 被引量:5
9
作者 苗中华 刘成良 +1 位作者 王旭永 李彦明 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1731-1735,共5页
为了实现大摩擦力矩中空液压马达系统高精度跟踪控制,提出了一种基于滑模状态观测器的变结构控制策略,分析了滑模变结构控制规律和滑模状态观测器的理论与实现方法,采用LuGre动态摩擦模型和滑模观测器实现了非线性摩擦力矩的动态补偿.... 为了实现大摩擦力矩中空液压马达系统高精度跟踪控制,提出了一种基于滑模状态观测器的变结构控制策略,分析了滑模变结构控制规律和滑模状态观测器的理论与实现方法,采用LuGre动态摩擦模型和滑模观测器实现了非线性摩擦力矩的动态补偿.实验结果表明:在超低速、大摩擦力矩存在的情况下,所提出的控制策略实现了非线性电液伺服系统的高精度轨迹跟踪控制. 展开更多
关键词 滑模控制 轨迹跟踪 摩擦力矩补偿 状态观测器 液压伺服系统
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基于AMESim的泵控马达变转速系统仿真分析 被引量:17
10
作者 彭天好 朱刘英 胡佑兰 《液压与气动》 北大核心 2010年第9期33-35,共3页
介绍了泵控马达变转速调速实验系统的组成,推导了变频器及电机的数学模型,根据数学模型在AMESim中构建了变频器及电机的仿真模型,并与液压系统回路仿真模型相结合,从而在AMESim中建立了泵控马达变转速调速系统的仿真模型,并对系统的开... 介绍了泵控马达变转速调速实验系统的组成,推导了变频器及电机的数学模型,根据数学模型在AMESim中构建了变频器及电机的仿真模型,并与液压系统回路仿真模型相结合,从而在AMESim中建立了泵控马达变转速调速系统的仿真模型,并对系统的开环及闭环PID特性进行了仿真分析,通过仿真分析,得到了有益的结论。 展开更多
关键词 AMESIM 泵控马达 变转速 PID控制 仿真分析
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车辆串联混合传动中二次调节系统的节能制动 被引量:10
11
作者 赵春涛 姜继海 赵克定 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期529-532,共4页
建立了采用二次调节静液传动技术的车辆串联混合传动系统的数学模型 ,分析了以恒扭矩制动和恒功率制动回收车辆惯性能的特点 ,以满载的天津三峰牌TJ6481A型车辆作为对象进行了恒扭矩、恒功率制动的仿真研究 ,并在模拟实验台上进行了模... 建立了采用二次调节静液传动技术的车辆串联混合传动系统的数学模型 ,分析了以恒扭矩制动和恒功率制动回收车辆惯性能的特点 ,以满载的天津三峰牌TJ6481A型车辆作为对象进行了恒扭矩、恒功率制动的仿真研究 ,并在模拟实验台上进行了模拟实验。从车辆的制动可靠性和乘坐舒适性两方面对这两种制动方法的可应用性进行了分析。 展开更多
关键词 混合车辆 二次调节 静液传动 制动
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基于计算流体动力学(CFD)的抽水蓄能电站水轮机流场数值模拟研究
12
作者 代元 《自动化与仪器仪表》 2025年第5期29-33,共5页
针对抽水蓄能电站中水轮机流场的数值模拟问题,提出基于计算流体动力学(CFD)的抽水蓄能电站水轮机流场数值模拟方式。以达到提高水轮机的能量转换效率以及水轮机性能的目的。对水轮机关键结构以及整体的结构设计进行分析,而后进行数值... 针对抽水蓄能电站中水轮机流场的数值模拟问题,提出基于计算流体动力学(CFD)的抽水蓄能电站水轮机流场数值模拟方式。以达到提高水轮机的能量转换效率以及水轮机性能的目的。对水轮机关键结构以及整体的结构设计进行分析,而后进行数值模拟。通过κ-ε湍流模型并结合实际地形数据进行网格划分以及三维建模,确保水轮机流场数值模拟时的计算效率以及准确性。通过水轮机流场数值模拟实验,水轮机蜗壳的效率高达99.62%,其与关键结构如转轮、导叶等效率均在97%以上。整体水轮机的转换效率为95.23%,满足抽水蓄能电站的实际要求。此外,通过水轮机流场数值模拟,对水轮机的获能效率以及轴向载荷受到水位变化的影响较大,可以通过水位控制改善水轮机性能。经实验验证,水轮机流场数值模拟与实际情况误差相对较小,在合理范围之内。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 水轮机流场 数值模拟 计算流体力学 二元理论
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电液伺服激振系统设计与仿真 被引量:7
13
作者 陈新元 陈奎生 +1 位作者 曾良才 付连东 《机床与液压》 北大核心 2006年第12期108-109,共2页
介绍了模拟结晶器的计算机测控系统硬件组成,设计了相应的液压伺服激振系统,对液压缸和伺服阀等关键元件进行了计算与选型,根据试验系统参数建立液压系统的数学模型,并通过运用M atlab对系统进行了理论分析与数字仿真,选择适当的PID控... 介绍了模拟结晶器的计算机测控系统硬件组成,设计了相应的液压伺服激振系统,对液压缸和伺服阀等关键元件进行了计算与选型,根据试验系统参数建立液压系统的数学模型,并通过运用M atlab对系统进行了理论分析与数字仿真,选择适当的PID控制参数,使系统振动频率在5Hz以上,能较好地模拟工业结晶器控制工况。 展开更多
关键词 液压伺服系统 结晶器 数字仿真
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基于LabVIEW的盾构推进系统模糊PID控制 被引量:7
14
作者 刘怀印 龚国芳 +1 位作者 施虎 周如林 《机床与液压》 北大核心 2011年第9期1-4,共4页
介绍了盾构推进液压系统的工作原理,并建立了推进液压缸的数学模型。利用LabVIEW提供的模糊逻辑工具箱设计了一种Fuzzy-PID控制算法。以LabVIEW为仿真平台,分别采用常规PID和模糊PID对系统进行了仿真分析,仿真结果表明该Fuzzy-PID控制... 介绍了盾构推进液压系统的工作原理,并建立了推进液压缸的数学模型。利用LabVIEW提供的模糊逻辑工具箱设计了一种Fuzzy-PID控制算法。以LabVIEW为仿真平台,分别采用常规PID和模糊PID对系统进行了仿真分析,仿真结果表明该Fuzzy-PID控制器具有较强的抗干扰能力和鲁棒性,有较好的动、静控制精度。 展开更多
关键词 盾构 推进系统 LABVIEW FUZZY-PID控制器
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液压驱动6自由度运动模拟器动力机构控制策略研究 被引量:7
15
作者 郭洪波 李洪人 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期199-204,共6页
目前,非对称缸动力机构作为驱动部件被广泛应用于液压驱动6自由度运动模拟器,其控制器设计备受关 注。首先推导出了阀控非对称缸动力机构的通用非线性数学模型,在此基础上提出了级联负载压力控制策略,使 得动力机构具有力发生器的特性,... 目前,非对称缸动力机构作为驱动部件被广泛应用于液压驱动6自由度运动模拟器,其控制器设计备受关 注。首先推导出了阀控非对称缸动力机构的通用非线性数学模型,在此基础上提出了级联负载压力控制策略,使 得动力机构具有力发生器的特性,从而为进一步实现运动模拟器的分层控制打下了基础。对于每个非对称缸电液 位置伺服系统,考虑到模型不确定性及外干扰的存在,运用滑模变结构控制方法设计外层镇定控制器,实现了对 液压动力机构的镇定及对外界干扰的抑制。同时作为比较,还设计了状态反馈控制器。仿真结果表明提出的控制 策略是有效的、合理的。 展开更多
关键词 6自由度运动模拟器 级联负载压力控制策略 非对称缸电液伺服 滑模控制
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基于现场总线的螺杆空压机群控制系统设计与实现 被引量:9
16
作者 孔德文 林惟锓 +1 位作者 蔡茂林 杜丙同 《机床与液压》 北大核心 2011年第17期66-69,71,共5页
将现场总线技术应用于螺杆空压机群控制系统的设计,开发了用以转换螺杆空压机触点信号与现场总线数据的终端通信单元,提出了螺杆空压机群联动控制的控制策略,给出了控制系统的架构方式、硬件及软件设计;上位机实现节能控制算法,同时完... 将现场总线技术应用于螺杆空压机群控制系统的设计,开发了用以转换螺杆空压机触点信号与现场总线数据的终端通信单元,提出了螺杆空压机群联动控制的控制策略,给出了控制系统的架构方式、硬件及软件设计;上位机实现节能控制算法,同时完成对空压机数据的实时采集、显示、存储和查询等功能。实践证明:该系统界面友好、运行稳定,节能效果明显、具有很强的应用价值。 展开更多
关键词 现场总线 空压机 自动控制 节能
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基于虚拟仪器技术的复合材料损伤实时监测系统软件开发 被引量:4
17
作者 王磊 袁慎芳 《传感技术学报》 CAS CSCD 2002年第4期318-321,共4页
本文将虚拟仪器技术和主动监测技术相结合 ,研制了一种新型复合材料损伤监测系统。该系统可以实时监测蜂窝复合材料及碳纤维层合板的冲击损伤。文中介绍虚拟仪器的软件开发技术 ,着重论述了 HP VEE与 MATL AB及 Visual C++间接口的实现... 本文将虚拟仪器技术和主动监测技术相结合 ,研制了一种新型复合材料损伤监测系统。该系统可以实时监测蜂窝复合材料及碳纤维层合板的冲击损伤。文中介绍虚拟仪器的软件开发技术 ,着重论述了 HP VEE与 MATL AB及 Visual C++间接口的实现方法。 展开更多
关键词 虚拟仪器 HP VEE MATLAB 联合编程
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基于单神经元复合整定的多余力抑制 被引量:4
18
作者 樊泽明 吕利刚 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期4349-4354,共6页
分析结构不变性原理与同步补偿的优缺点,建立加载系统的线性化模型,研究系统在干扰状态下的幅频特性,并针对电液负载模拟器位置同步补偿方法自适应能力的不足,提出一种基于单神经元的复合整定方案。该方案利用单神经元整定同步补偿环节... 分析结构不变性原理与同步补偿的优缺点,建立加载系统的线性化模型,研究系统在干扰状态下的幅频特性,并针对电液负载模拟器位置同步补偿方法自适应能力的不足,提出一种基于单神经元的复合整定方案。该方案利用单神经元整定同步补偿环节中的增益系数,并通过复合算法对单神经元输出进行修正,以弥补整定过程中因系统幅频特性导致的震荡。研究结果表明:该控制方案实现了在不同频率变化下系数的最优整定,多余力被有效抑制。该方案优于传统的前馈补偿方法,整定迅速,且结构简单,自适应能力强,具有实际意义。 展开更多
关键词 电液负载模拟器 多余力 单神经元PID 同步补偿
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基于IDL的等离子体放电位形数据可视化 被引量:1
19
作者 黄勤超 罗家融 +1 位作者 王华忠 李翀 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期230-231,250,共3页
介绍了科学计算可视化语言IDL的特点,阐述了利用IDL进行等离子体放电位形数据可视化的设计方案和实现方法。同时也给出了系统初步测试结果,为等离子体物理实验数据可视化提供了一个很好的参考。
关键词 托卡马克 等离子体 IDL 数据可视化
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电液驱动Stewart平台模型参数辨识方法 被引量:1
20
作者 吴博 邵俊鹏 +1 位作者 吴盛林 赵克定 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期29-34,共6页
电液驱动Stewart平台是一个多输入多输出复杂并联机构,各通道间存在严重负载交联耦合。在确定平台各通道性能参数时,按照简单的阀控缸系统进行理论计算或系统辨识,结果和实际情况相差极大,这严重影响平台控制系统的设计和系统性能的提... 电液驱动Stewart平台是一个多输入多输出复杂并联机构,各通道间存在严重负载交联耦合。在确定平台各通道性能参数时,按照简单的阀控缸系统进行理论计算或系统辨识,结果和实际情况相差极大,这严重影响平台控制系统的设计和系统性能的提高。为了解决上述问题,设计一种基于Levenberg-Marquardt寻优算法的六维互不相关信号激励的Stewart平台闭环辨识算法,并应用于电液驱动Stewart平台试验样机。试验结果表明该辨识算法准确地辨识出平台通道性能参数,取得较满意的辨识结果。 展开更多
关键词 闭环辨识算法 辨识模型 STEWART平台 电液伺服控制系统
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