一、一种交流伺服系统多功能化速度控制策略研究（论文文献综述）
车长金[1]（2021）在《增材制造缺陷的LIBS在线检测研究》文中提出近几年,随着新一轮科技革命和产业变革的快速推进,以增材制造为代表的先进制造技术取得了飞速发展,其研究及应用遍布航空航天、国防工业、电力工业、汽车产业、医疗器械和模具制造等高端装备制造和高精尖科技发展领域,在我国国民经济与社会发展中发挥至关重要的作用。增材制造技术采用数字离散/堆积原理,逐点加工、逐线搭接、逐层叠加材料形成制件,具有零件加工效率高、加工周期短、节省原材料、成形工艺简单且精度高、可直接成形任意复杂形状结构等优势,但由于加工过程中激光与材料相互作用的物理机制非常复杂,可能导致成形零件的内外部出现裂纹、孔洞、夹杂物、未熔合、球化等不同种类缺陷,严重影响零件的使用性能和寿命。因此,实施增材制造缺陷在线检测,对于提高增材制件质量至关重要。本文采用激光诱导击穿光谱分析技术对激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）增材制件缺陷进行在线检测,具有原位、实时、无损检测等优势,重点搭建了SLM增材制造过程缺陷的LIBS在线检测装置,通过实验采集并分析熔池的等离子体光谱,结合机器学习算法完成缺陷的实时探测与高精度识别。主要研究内容如下:（1）搭建了SLM金属增材制件缺陷的LIBS在线检测装置。在确保不影响SLM加工过程的前提下,结合SLM金属增材制造的工艺特点,设计了同轴双光路LIBS光纤检测探头、X-Y-Z三轴丝杠进给位置伺服驱动等装置。同轴双光路LIBS光纤检测探头采用光纤光学传输方法将脉冲激光束导入SLM腔室内,并将激发熔池产生的等离子体信息同轴传输至探测器。探头腔体内部安装的凸透镜、反射镜等光学元件为激光和等离子体传输提供了光学路径。在SLM粉末缸正上方安装的丝杠进给伺服驱动系统,用于传动同轴双光路LIBS光纤检测探头,实现在SLM工作腔室内的稳定运行和对熔池焦点的精准定位。同时,完成了实验设备的选型、分析及参数优化。通过LIBS激光脉冲到熔池焦点的精密定位、激光光源导入并诱导激发等离子体、等离子体光谱信息采集与传输、在线检测系统时序控制、等离子体光谱分析与缺陷识别等在线检测流程,实现了SLM增材制造过程缺陷的在线检测目标。（2）在对丝杠进给位置伺服驱动系统进行动力学建模基础上,提出基于PID控制器和线性自抗扰控制器（Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC）等两种动力学控制方案,通过Matlab/Simulink仿真环境,在无扰动、有三角波扰动或正弦波扰动等条件下,分别对直线、圆形和“8”字形给定轨迹进行两种控制策略的跟踪效果对比分析,并通过实验验证了系统轨迹跟踪性能。结果表明,线性自抗扰控制不依赖丝杠进给伺服系统的精确数学模型,容易消除机械摩擦力的非线性和系统不确定性等影响,实现轴间解耦和系统扰动补偿。（3）采用交流永磁同步电动机驱动的X-Y-Z三轴丝杠进给伺服系统,完成LIBS光纤检测探头在SLM增材制造工作腔室空间内的运动速度控制、轨迹和位置跟踪控制。重点对伺服系统的电流环、速度环和位置环等分别进行校正。通过仿真和实验结果表明,X-Y-Z三轴丝杠进给位置伺服系统传动LIBS光纤检测探头,快速性好、定位精度高,能够实现对SLM熔池的快速、精准定位和轨迹跟随。（4）采用k最邻近（K-Nearest Neighbor,KNN）、支持向量机（Support Vector Machines,SVM）和随机森林（Random Forest,RF）等三种机器学习算法进行SLM增材制件缺陷的识别研究。首先对比镍基合金制件有缺陷和无缺陷样品的光谱,区分不同样品的光谱差异。再通过小波变换的方法对谱线基底进行校正,以减小谱线的空白背底,扣除连续背景噪声。之后,采用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）对LIBS光谱数据做降维处理,可以过滤数据噪声及冗余信息,提高缺陷识别的准确性。最后采用机器学习算法完成缺陷识别,并对三种算法的识别性能进行对比分析。识别结果表明,结合机器学习算法的LIBS在线检测技术,可以有效的识别出SLM金属增材制件的缺陷。本文实现了增材制造金属零件缺陷的LIBS在线高精度检测与识别。通过自主搭建的激光诱导等离子体信号检测与分析装置,采集并分析了等离子体特征光谱。所设计的基于线性自抗扰控制器的丝杠进给位置伺服驱动系统可以有效传动LIBS光纤检测探头,完成SLM熔池及样品的快速、精准定位。结合机器学习算法建立的定标模型、分类识别模型,不仅提高了不同种类合金零件定性分析性能,对合金零件缺陷具有较强的分类识别能力。本文所开展的研究工作及成果,可以为增材制造金属零件缺陷识别提供依据,进而为改善增材制造过程工艺、实施缺陷机理分析及控制、提高增材制造金属零件质量等提供支持。
金鸿雁[2]（2021）在《高精度永磁直线同步电动机互补滑模控制策略研究》文中认为永磁直线同步电动机（PMLSM）作为直驱传动机构的核心单元,以其高速度、高精度、高效率的优点被广泛应用于高档数控机床、微电子设备、精密测量和IC制芯等高端制造领域中,具有十分广阔的应用前景。然而,由于在结构上省去了中间机械传动环节,参数变化、负载扰动和摩擦力等不确定性因素会直接作用于电机动子上,增加了电气控制的难度,从而直接影响高精度数控加工系统的性能。因此,在高精度微进给控制领域,必须站在高层次,在考虑不确定性对系统影响的前提下,研究直线电机伺服进给系统的控制策略,对于理论分析和工程实践均具有十分重要的意义。本文面向高速高精密加工,以PMLSM为研究对象,重点解决其易受不确定性因素影响而降低伺服性能的问题。以滑模控制（SMC）为基础,结合反推控制、神经网络控制等方法对直线伺服系统位置跟踪展开研究,以兼顾高档数控机床对高精度伺服系统的鲁棒性和跟踪性的双重要求。主要研究内容如下:（1）在阐述PMLSM基本结构和工作原理的基础上,对PMLSM的电压、磁链、电磁推力和运动方程等进行分析与推导,建立含有参数变化、负载扰动等不确定性因素的机电耦合系统模型,并对影响电机伺服性能的不确定性因素逐一分析,为控制系统的研究与总体设计提供理论基础。（2）针对PMLSM伺服系统易受参数变化、负载扰动等影响的问题,在SMC的基础上,通过引入互补滑模面的方式,设计互补滑模控制（CSMC）方法克服不确定性因素对系统的影响,提高系统位置跟踪精度。同时,为解决CSMC固定边界层内鲁棒性差的问题,引入接近角的概念对边界层进行优化,提出全局CSMC方法,在不影响系统快速性和跟踪性的前提下,有效地削弱了抖振,提高系统对不确定性因素的鲁棒性。仿真结果表明,同SMC和CSMC相比,全局CSMC可以有效减小位置跟踪误差,提高系统的位置跟踪精度。（3）为实现系统的全局稳定性和完全鲁棒性,同时解决控制器参数选取困难的问题,提出将反推控制理论、二阶SMC思想与CSMC相结合的自适应反推二阶CSMC方法,确保PMLSM伺服系统的位置跟踪性能。通过利用位置误差和虚拟变量误差设计滑模面,自适应反推二阶CSMC既继承了反推控制全局稳定性和二阶SMC完全鲁棒性的优点,又拥有了CSMC的跟踪误差减半的优点。此外,针对系统中不确定性因素上界值难以选取的难题,设计自适应律估计系统不确定性因素并在线对控制器参数进行调整。仿真结果验证了该方法可行有效,能够提高系统的位置跟踪精度,对于不确定性因素有较强的鲁棒性。（4）为进一步估计系统不确定性因素,提升PMLSM系统的伺服性能,设计了基于Gegenbauer递归模糊神经网络（GRFNN）和鲸鱼优化算法（WOA）的智能反推二阶CSMC方法,从而提高系统对不同参考轨迹的跟踪性能。在自适应反推二阶CSMC的基础上,采用GRFNN替换原有的自适应律,用于逼近系统不确定性因素,实时反馈动态信息,避免经验选取控制器参数而无法保证最优性能的问题。同时利用WOA优化网络权重,加快神经网络学习速率,结合离线训练、在线学习的方式,解决神经网络在线训练影响系统动态性能的问题,进一步提高系统的伺服性能。仿真结果表明,智能反推二阶CSMC方法在提高系统位置跟踪精度和鲁棒性方面具有明显的优越性。（5）最后,搭建基于Links-RT的PMLSM系统实验平台以验证所提出的控制算法的有效可行性。Links-RT是基于实时仿真机和电机,辅以软件、硬件配置而成的实时仿真实验设备,具有高可靠性和强实时性。采用两台直线电机对拖的加载实验方案,针对本文设计的控制方案开展了额定参数实验、参数变化实验和变载实验等,实验结果验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。
颜伟平[3]（2021）在《永磁同步电机参数在线辨识及抗扰动控制研究》文中指出永磁同步电机具有效率高、扭矩大、转速性能好等优点,被广泛应用在制造、电动汽车、工业生产等领域中。永磁同步电机是参数时变的复杂系统,发生负载扰动或内部参数摄动时,会对永磁同步电机的稳态误差、动态性能和调速范围等性能参数造成影响。本文以内置式永磁同步机为研究对象,结合滑模变结构控制、负载转矩观测和转动惯量辨识,提高永磁同步电机的抗扰动性能及鲁棒性。主要研究内容如下:首先,对永磁同步电机数学模型及矢量控制策略进行了介绍,针对传统PI速度控制器,在发生负载扰动时,存在抗扰动性能弱、动态响应差等问题,结合滑模变结构控制方法,通过改进控制器中指数趋近律函数,设计一种滑模速度控制器替代传统PI速度控制器。仿真结果表明该方法能有效提高系统的响应速度及抗干扰性能。其次,针对负载扰动或内部参数摄动会对永磁同步电机控制造成影响,设计一种滑模负载转矩观测器,以转速和负载转矩为观测对象建立负载转矩观测器,将观测的负载转矩值前馈补偿至转矩电流中,并加入可变增益算法。仿真结果表明,设计的观测器能很好实现对负载转矩的观测,且采用前馈补偿控制策略能有效提高系统的鲁棒性能。再次,针对负载扰动会引起转动惯量变化从而导致控制系统性能下降的问题,结合模型参考自适应算法,搭建转动惯量仿真模型对转动惯量进行辨识,设计一种变自适应增益算法提高对转动惯量的辨识性能,减少负载扰动对转动惯量辨识的影响。仿真验证了变自适应增益算法可行性及该控制策略下的控制系统具有更好的抗干扰性能。最后,利用电机对拖在环仿真平台对控制策略在不同工况下进行验证。结果表明本文所提控制策略的正确性及可行性,具有良好的动态响应性能及鲁棒性。
付德龙[4]（2021）在《膝关节假肢测试平台研究》文中指出膝关节假肢是各种假肢中最常使用的类型,随着科技的发展膝关节假肢的智能化程度越来越高,目前的智能假肢研究已经致力于在恢复截肢者行走步态的同时,实现多种复杂功能,进一步丰富假肢的工作场景。但是,对于膝关节假肢的测试手段仍然停留在招募测试者人工测试的阶段,使得智能假肢的研发过程存在诸多不便,因此急需一种用于测试膝关节假肢性能的实验设备。本文以国家重点研发计划项目“膝踝一体化仿生智能下肢假肢关键技术与应用研究”课题为研究背景,提出了一种用于测试膝关节假肢性能的测试平台,并对其结构及控制方法进行了研究。该平台有3个模块,每个模块都由交流伺服系统组成,进行假肢测试时,3个模块协同工作,模拟出膝关节假肢的工作环境。论文详细分析了人体行走时下肢的运动规律,设计膝关节假肢测试平台的结构,确定膝关节假肢的测试方法。建立交流伺服电机的数学模型,在此基础上设计了交流伺服电机的传统PI和模糊PI算法,并分别在Simulink中对两种算法进行仿真分析。依托凌华PCI9221多功能数据采集卡搭建控制系统,在Lab VIEW中编写位置伺服控制系统的程序。最后为进一步掌握膝关节假肢测试平台中交流伺服系统的性能,设计并实施实验。通过理论分析与实验研究验证了测试平台交流伺服系统能很好的实现跟踪目标曲线,控制精度及响应速度均能满足膝关节假肢的测试要求。论文提出的膝关节假肢测试平台能简化膝关节假肢的测试过程,实现无人化假肢测试,提高了假肢测试时的安全性,同时又能对假肢进行长时间耐久性测试,为膝关节假肢的开发提供了测试条件。
孙盟[5]（2021）在《基于模糊自适应策略下的多电机同步控制优化》文中认为在目前科学发展繁盛期,对各种产品质量与产量的要求不断提高。多电机同步控制协调技术已经广泛应用于各种工业场合中,在包装机械行业中,针对产品的好坏,多电机同步控制协调技术起了决定性的作用。信封机是由多个部分模块组成的自动化机器,每个功能模块分别靠不同电机驱动,各个部分模块相互协调运动完成信封机的整体工作,本论文以优化信封机同步控制为目的,分析单台永磁同步电机速度控制系统并提出一种经过灾变遗传优化的模糊PID控制策略,提升单电机的响应速度与响应精度。为了进一步提升多电机同步控制性能,模拟信封机单元模块以四台永磁同步电机同步控制系统为对象,提出一种改进型偏差耦合速度补偿结构,具体研究成果主要包括以下内容:首先,对信封机工作状态进行分析,剖析永磁同步电机内部构造并转化成数学模型,按照数学模型研究控制方法,选择空间矢量脉宽调制技术达成电机速度控制目的,并且综合以上方法策略搭建永磁同步电机控制系统的Simuink仿真模型。分析常见的电机控制策略,将灾变遗传模糊PID控制方法,替换原始PID控制策略,针对原始模糊控制方法存在的不足,运用灾变遗传算法优化模糊控制器中的模糊规则,针对原始遗传算法面对非线性、复杂问题时具有陷入局部最优解、“早熟”等缺点,添加了灾变操作。并且通过仿真证明控制方法的可行性与有效性。针对现有的多电机同步控制方法进行结构分析,提出一种新型速度补偿器,用Simulink软件对各个同步控制策略进行仿真比较,验证改进型偏差耦合速度补偿器的可行性与优化性能。最后,将基于灾变遗传模糊PID的永磁同步电机按照改进型偏差耦合的同步控制连接方法搭建四电机并联仿真模型,仿真结果表明:各个电机间同步误差减小,更快达到速度同步,提升了信封机的同步控制性能。
高文强[6]（2021）在《基于改进型ESO的永磁同步电机自抗扰滑模位置伺服控制研究》文中研究表明永磁同步电机具有结构简单、体积小、能量密度高、损耗低、维护简单等特点,在市场中占有了极大比例。在现代高性能伺服控制系统中,为实现高精度的控制效果,将永磁同步电机作为了控制对象。先进伺服电机控制技术和高精密高性能数字信号处理器的应用,在永磁同步电机伺服控制系统占有重要意义。自抗扰控制和滑模控制在永磁同步电机伺服控制系统中取得了良好的控制效果。自抗扰控制在经典PID控制的基础上,有效地解决了系统的非线性和不确定性问题,具有不依赖于被控对象的具体数学模型的优点。而滑模控制中的滑动模态具有不变性,有良好的鲁棒性,这在工程应用中有非常好的实用性。因此将改进型自抗扰控制与滑模控制相结合,融合各自的优点,提高闭环系统的性能,以提高永磁同步电机伺服系统的控制性能。首先,由永磁同步电机的物理结构出发,为了降低永磁同步电机在进行模型分析时的难度,对其进行一定的假设与简化。分析了永磁同步电机在自然坐标系、静止坐标系和旋转坐标系下的三种模型,以及坐标变换的原理。通过对永磁同步电机控制原理的分析,将矢量控制作为永磁同步电机的控制策略。最后分析了空间矢量脉宽调制的原理以及具体实现方法。其次,从对传统PID控制器的分析,引出了自抗扰控制,分别详细分析了各部分的组成和作用。针对自抗扰控制器中的非线性函数存在分段点处不可导的问题,使用反双曲正弦函数构造新型非线性函数,取代原有的非线性函数,使其在原点和分界点附近连续可导,具有更好的连续性和平滑性,并以此设计了改进型ESO,并证明了其收敛性。然后,将改进型自抗扰控制和滑模控制相结合,设计了基于改进型自抗扰滑模控制器的永磁同步电机伺服控制系统,将位置/速度环整合,与电流环组成双环控制器,形成一个整体控制系统来实现对永磁同步电机伺服系统的有效控制。通过在Matlab/Simulink环境下,搭建改进型自抗扰滑模控制器的永磁同步电机控制系统仿真模型,从永磁同步电机伺服系统的三个指标进行仿真模拟验证,即动态性能、跟踪性能和抗扰性能。最后,采用了LINK-RT实时仿真系统的实验平台,实验结果证明了基于改进型自抗扰滑模控制器具有良好的控制性能,使永磁同步电机伺服系统达到了跟踪精度高、定位速度快和抗干扰能力强的控制效果。
武志宏[7]（2020）在《基于参数辨识的舵机系统控制方法的分析与验证》文中研究说明电动舵机系统作为飞行器、潜艇、汽车等运动系统的方向控制机构,其控制性能直接影响被控对象的动静态特性。然而电动伺服系统的控制性能受到例如摩擦、间隙以及元器件老化等不确定因素的影响。为了解决基于伺服系统数学模型控制器设计中参数不确定性的问题从而提高运动控制系统的控制精度和控制速度,因此本论文在系统辨识理论的基础上研究伺服系统控制方法。论文首先对系统辨识的国内外发展状况和伺服系统控制方法进行了阐述分析和研究,通过分析电动舵机的机械结构传动的工作原理建立了舵机数学模型用于伺服系统控制器设计;然后,对于伺服控制中被控对象的控制器设计时数学模型的参数很难精确获得的困难,研究了参数辨识的经典方法,同时设计了智能优化辨识算法来进行参数优化;最后,设计了基于改进优化算法辨识的舵机系统模型的有限时间伺服系统控制器（Finite Time Servo Control,FTSC）,通过ADAMS和Simulink构建的联合仿真实验将FTSC与现有的控制策略进行了对比实验。与此同时,一方面为了验证辨识策略和控制策略的实际有效性需要构建舵机自动化测试设备从而为伺服控制系统提供可靠的数据保证,因此设计了基于虚拟仪器的舵机测控系统为系统辨识和控制算法的研究提供硬件支持。针对不同开发环境的优缺点分别设计了LabWindows/CVI和Visual C++进行虚拟仪器测控设备上位机的开发,软件开发分别应用了多线程机制、异步定时器机制、动态和静态链接库技术、串口通信技术和数据库等技术,满足了舵机系统指令的精准响应和反馈信息的精确采样。另一方面,利用采集的数据结合改进辨识算法进行了电动伺服系统的参数辨识实验,通过辨识的电动伺服系统参数模型来设计本文提出的有限时间控制器,并将其与现有的控制算法进行了对比实验验证。
陈祥[8]（2019）在《多功能微细电火花线切割加工系统及其应用研究》文中研究指明随着微机电系统和微系统技术的快速发展和实用化进程的推进,对复杂微零部件的高性能加工提出了更高要求。微细电火花线切割加工技术作为一种常用的微细加工手段,具有加工精度高、成本低、不存在宏观作用力和加工材料广泛等优点,并且通过改变微细电极丝走丝方案以及与工件之间相对运动方式,可具备较高加工灵活性,在实现复杂微零部件的加工中展现出一定潜力。而当前微细电火花线切割机床存在功能单一、加工稳定性较差以及加工效率偏低等问题,这限制了其进一步应用。基于以上问题,本文以自主研发的微细电火花线切割机床为本体进行多功能微细电火花线切割加工系统的研制,并开展相关工艺规律和应用技术的研究。通过增加分度回转主轴模块、反拷加工模块、卧式加工模块以及研制恒张力控制系统实现了多功能微细电火花线切割加工系统的构建,可以实现微阵列电极、微回转结构和大厚度工件的微细电火花线切割精密、稳定加工,可实现作为辅助加工的微细电火花块、刃电极磨削加工以及卧式微细电火花周铣加工等多种加工工艺。多功能微细电火花线切割加工系统拓展了当前微细电火花线切割机床的加工能力,为复杂微零部件的加工提供了一种有效解决方案。为保证多功能微细电火花线切割加工系统在不同加工模式下的稳定性,本文对微细电极丝张力控制进行研究。分析了往复走丝条件下微细电极丝张力变化特性,在此基础上提出了一种对称式微细电极丝走丝机构以降低往复走丝引起的张力波动,并避免微细电极丝双侧受力引起的疲劳失效。对当前张力控制方案进行改进,研制了一种基于交流伺服电机和STM32微控制器的微细电极丝恒张力控制系统,设计了具备张力检测与控制执行功能的集成式装置,降低了导轮数量和加工成本。另外,为避免交流伺服电机频繁调整引起的张力“抖动”,提出了一种基于带死区PID算法的微细电极丝恒张力控制策略。微细电火花线切割电极丝振动特性与工艺过程稳定性和加工性能密切相关。本文通过搭建微细电极丝振动观测平台,直观分析了走丝系统、工作液冲击力和张力等对微细电极丝横向位移的影响。同时,对非回转和回转工件两种加工模式下由放电力引起的微细电极丝振动进行了理论分析和实验研究。建立了连续脉冲放电力作用下微细电极丝振动力学模型,通过正交实验获得了不同参数下放电力引起的微细电极丝横向振幅和放电频率,并利用MATLAB软件基于有限差分法对力学模型进行数值求解,从而反求出单脉冲放电力;在此基础上建立了放电频率、放电力与微细电极丝横向振幅之间的响应曲面,直观分析了放电频率和放电力对微细电极丝横向振幅的影响,并分析了两种加工模式引起的振幅差异性。最后通过切槽实验定性地验证了放电频率和放电力对微细电极丝振幅的影响,对于实验现象解释和工艺参数指导都具有重要意义。进行了阵列和回转微结构微细电火花线切割加工技术研究。通过对不同切割厚度条件下加工间隙进行补偿,实现了高长径比微阵列电极的精密加工。通过中心组合实验和响应曲面法建立了微回转结构材料去除率和表面粗糙度数学模型,并利用改进的基因遗传算法进行了多目标参数优化。随后开展了微回转结构微细电火花线切割多次切割实验。另外,针对具有大尺度特征的微细盘状电极的制备,提出了一种微细电火花块、刃电极磨削与微细电火花线切割组合加工的工艺方法,并将制备的电极在线用于微阵列沟槽的微细电火花周铣加工。以上验证了多功能微细电火花线切割加工系统的实用性和有效性。进行了大厚度工件-微齿轮模具的微细电火花线切割加工。分析了微齿轮凸模齿廓缺陷的成因,提出了一种基于自定心柔性夹具的微齿轮凸模二次加工工艺方法,保证了微齿轮凸模的齿廓完整性;另外,通过多次切割提高了微齿轮凹模型腔的表面质量。以上也验证了多功能微细电火花线切割加工系统实现大厚度工件稳定、精密加工的有效性。最后将制备的微齿轮模具用于精密锻压工艺,探究了锻压行程对微齿轮成形质量的影响,实现了微齿轮的批量制造。设计了多线微细电火花线切割走丝系统,通过在加工区域形成平行线网,实现了相同工件的多线切割,并探究了提高微细电火花线切割加工效率的可行性。通过进行微型继电器的多线微细电火花线切割加工,验证了多功能微细电火花线切割加工系统保证多线切割加工精度和提高加工效率的有效性,也进一步丰富了多功能微细电火花线切割加工技术的内涵。
李洪锋[9]（2019）在《高动态响应电子摇床头伺服系统的研究》文中指出选矿摇床属于流膜选矿类设备,在选别锡、钨、煤、有色和稀有金属矿石方面应用广泛,在重力选矿机械装备中占据重要地位。摇床的全自动化进程,随着工业互联网及电子与伺服控制技术的飞速发展而迅速推进,但摇床床面运动的复杂性与高频特性,给床面控制提出了难度极高的控制要求,使得对选矿摇床床面运动的数字化控制,成为选矿摇床全自动化进程中的一个技术难点。由于传统选矿摇床的床面运动曲线固定与不容易发生改变。在选别不同的稀有金属矿物或不同颗粒度的稀有金属时,床面的运动曲线不同,因此导致出现类型繁多的选矿摇床。为了促进选矿厂的全自动化和车间的去繁求简,本课题提出了高动态响应电子摇床头的控制系统。在整个系统方案中,电子摇床头伺服系统通过PROFINET通讯,采用SIMATIC S7-1200作为控制器来控制与SINAMICS V90-PN驱动器相配套的1FL6伺服电机,再由伺服电机作为执行机构带动床面高速运动。根据以上方案搭建了实验平台。本文的工作内容如下:（1）对本课题研究的电子摇床头控制系统运用Matlab/Simulink进行建模仿真,将响应的参数输入到模型中,仿真出来的结果为系统输出震荡收敛,并且在2个波内收敛,所用时间为0.03s;在无负载时,运动曲线误差波动的最大值为0.4mm;施加负载时,运动曲线误差波动的最大值为0.9mm。（2）依凸轮杠杆式摇床头为例,对摇床进行数学分析,得出床面的运动曲线。结合S形曲线对床面运动曲线进行调整,得出电子摇床头控制器中的新运动曲线;然后选择基本定位器模式为系统的控制策略。（3）电子摇床头系统的三层构架以自下而上的顺序依次构建。由滚珠丝杠、伺服电机和伺服驱动器构成系统的最底层的运动执行层;利用SIMATIC S7-1200 PLC控制器作为系统中间运动控制层;顶端为运动管理层主要是由触摸屏和工控机连接工业互联网所组成。最后对系统的安全保护功能进行设计。（4）基于设计的电子摇床头系统进行实验,以验证和测试系统的动态响应性能。速度控制模式的动态响应时间为30ms,基本定位器控制模式的动态响应时间为16.2ms。将运动曲线加入控制器中,床面空载时,运动曲线的一个周期为220ms,位置跟随误差为0.4mm,所达到的最大扭矩为3.2Nm;当床面负载时,运动曲线的一个周期也为220ms,位置跟随误差为0.5mm,所达到的最大扭矩为4.6Nm,此时床面的冲次为272.7次/min。并进一步探究该系统所能达到的性能数据冲次为 387 次/min。本文首先以凸轮杠杆摇床为例研究出床面的运动曲线,然后选择控制策略和硬件设备,最后搭建实验平台得出电子摇床头的运动参数。
高扬[10]（2018）在《多功能热轧实验机组的开发与应用》文中研究说明突破高端产品制造技术,实现工艺流程创新是解决我国钢铁工业大而不强问题的关键,而研发先进的实验研究装备和中试研发平台则是实现这一目标的基础。本文从生产实际出发,结合工艺创新要求,开发了新一代多功能热轧实验机组,其独特的轧辊加热功能、热轧异步轧制功能以及组合式控制冷却功能在保证热轧实验机组灵活高效、精度高的基础上,进一步丰富了实验功能,为热轧产品和工艺研究提供了研发平台。相关实验机组被多家钢铁企业及科研院所应于新产品、新工艺研发中,取得了良好的应用效果。主要研究内容如下:（1）开发了多功能热轧实验机组工艺流程、工艺装备、自动化控制系统和检测仪表系统。通过机组工艺设备的柔性组合,丰富了热轧实验研发手段,满足中厚板和热连轧不同流程的新工艺、新产品的研发需求。提出了可逆轧制和单向轧制辊缝设定策略,通过新型电液联摆系统,在保证辊缝精度的同时提高了压下速度。针对热轧实验复杂、灵活、多变的特点,开发了实验过程跟踪系统、自动实验系统和实验过程仿真系统,提高了热轧实验稳定性和成功率。（2）针对热轧实验轧辊温度低、轧件温降快等问题以及特殊规格、特殊工艺要求的热轧实验过程,提出了热油加热轧辊的工艺思路。通过热油加热过程中轧辊表面温度场有限元模拟,得到了热油温度、环境温度、轧辊直径以及轧辊开孔深度对轧辊表面温度场的影响规律。所开发的轧辊热油加热系统,有效解决了薄规格轧件轧制过程中温降过快的问题,同时满足了特殊合金高温终轧的工艺要求。（3）开发了热轧实验机组异步轧制功能,通过异步轧制将剪切变形引入轧制过程,提高了变形效率和变形渗透率。通过有限元模拟分析,建立了热轧异步轧制过程中轧辊受力、轧件变形以及轧件翘曲规律。为了改善热轧异步轧制过程中轧件翘曲,开发了下辊水平偏移系统并提出了异步轧制过程中轧件翘曲控制策略,有效解决了热轧异步轧制过程中轧件过度翘曲的问题。（4）开发了以超快冷为核心的热轧实验机组组合式控制冷却系统。建立了组合式控制冷却过程中轧件温度控制模型并给出了换热系数自学习方法。针对超快冷系统压力和集管流量强耦合的特点,提出了系统压力与集管流量综合控制策略。系统压力和集管流量均采用前馈设定+反馈微调的控制策略,控制初期压力前馈和流量前馈同时进行,系统稳定后以压力反馈为主、压力反馈和流量反馈交替进行,在反馈控制中引入死区控制和模糊PID自适应控制,并针对调节阀具有回差和死区等特性,给出了相应的补偿控制算法,实现了系统压力和集管流量快速、稳定、高精度控制,提高了轧件终冷温度控制精度,满足新一代TMCP工艺研发需求。（5）应用本文研究成果开发的新一代多功能热轧实验机组,采用先进的三级计算机控制系统构架,配备了完善的自动厚度控制系统和实验过程跟踪系统,实现了全自动实验。其特有的轧辊加热功能、热轧异步轧制功能以及以超快冷为核心的组合式控制冷却功能,为研发供了更多的实验手段。本机组成功推广至首钢、沙钢、太钢、河北钢铁、鞍钢、台湾中钢等近二十家钢铁企业和科研院所,取得了良好的应用效果,为热轧工艺创新和高端品种研发提供了可靠的研究手段。
二、一种交流伺服系统多功能化速度控制策略研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
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。
写法范例：
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。
（2）本文研究方法
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。
三、一种交流伺服系统多功能化速度控制策略研究（论文提纲范文）
（1）增材制造缺陷的LIBS在线检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 SLM增材制造的典型缺陷及检测技术 |
| 1.2.2 增材制造LIBS检测应用 |
| 1.2.3 LIBS金属分类识别 |
| 1.3 论文结构 |
| 第2章 增材制造的LIBS在线检测装置设计 |
| 2.1 检测装置总体设计 |
| 2.2 同轴双光路光纤检测探头 |
| 2.2.1 发射光路及参数优化 |
| 2.2.2 收集光路及参数优化 |
| 2.2.3 时序控制 |
| 2.3 X-Y-Z三轴丝杠进给伺服驱动系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 丝杠进给位置伺服驱动装置运动模型 |
| 3.1 丝杠进给装置的动力学模型 |
| 3.2 动力学控制方案 |
| 3.2.1 经典PID控制 |
| 3.2.2 线性自抗扰控制 |
| 3.2.3 线性自抗扰控制器的设计 |
| 3.3 控制系统设计与仿真分析 |
| 3.3.1 仿真模型设计 |
| 3.3.2 仿真实验分析 |
| 3.4 实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 交流伺服驱动系统设计 |
| 4.1 PMSM的数学模型 |
| 4.1.1 三相静止轴系下PMSM的数学模型 |
| 4.1.2 两相静止轴系下PMSM的数学模型 |
| 4.1.3 两相同步旋转坐标系下PMSM的数学模型 |
| 4.2 伺服系统设计 |
| 4.2.1 电流环调节器的设计 |
| 4.2.2 速度环调节器的设计 |
| 4.2.3 位置环调节器的设计 |
| 4.3 仿真设计 |
| 4.3.1 PI调节器的Simulink模型 |
| 4.3.2 SVPWM的 Simulink模型 |
| 4.4 系统仿真与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于机器学习算法的增材制造缺陷识别 |
| 5.1 基于谱线的缺陷识别 |
| 5.1.1 样品选择 |
| 5.1.2 特征谱线选取 |
| 5.1.3 金属零件缺陷光谱识别 |
| 5.2 基于机器学习算法的缺陷识别 |
| 5.2.1 光谱数据预处理 |
| 5.2.2 光谱识别算法 |
| 5.2.3 识别模型评价指标 |
| 5.2.4 三种识别模型结果对比 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间研究成果 |
（2）高精度永磁直线同步电动机互补滑模控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景、目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 直线伺服系统在数控加工中的应用现状 |
| 1.2.2 永磁直线同步电动机高精度控制策略研究现状 |
| 1.3 永磁直线同步电动机直接驱动方式的特点 |
| 1.4 滑模控制在永磁直线同步电动机伺服系统中的应用 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 永磁直线同步电动机数学模型及其矢量控制 |
| 2.1 永磁直线同步电动机的结构和工作原理 |
| 2.2 永磁直线同步电动机的数学模型 |
| 2.3 永磁直线同步电动机的矢量控制系统 |
| 2.4 永磁直线同步电动机伺服系统扰动因素分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 永磁直线同步电动机全局互补滑模控制系统 |
| 3.1 永磁直线同步电动机互补滑模控制 |
| 3.1.1 滑模控制 |
| 3.1.2 互补滑模控制 |
| 3.2 永磁直线同步电动机全局互补滑模控制 |
| 3.2.1 互补滑模控制器设计 |
| 3.2.2 全局互补滑模控制器设计 |
| 3.3 系统仿真及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 永磁直线同步电动机自适应反推二阶互补滑模控制系统 |
| 4.1 永磁直线同步电动机自适应反推互补滑模控制 |
| 4.1.1 反推控制 |
| 4.1.2 自适应反推滑模控制器设计 |
| 4.1.3 自适应反推互补滑模控制器设计 |
| 4.2 永磁直线同步电动机自适应反推二阶互补滑模控制 |
| 4.2.1 二阶滑模控制 |
| 4.2.2 自适应反推二阶互补滑模控制器设计 |
| 4.3 系统仿真及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 永磁直线同步电动机智能反推二阶互补滑模控制系统 |
| 5.1 模糊神经网络 |
| 5.2 永磁直线同步电动机智能反推二阶互补滑模控制 |
| 5.2.1 智能反推二阶互补滑模控制器设计 |
| 5.2.2 Gegenbauer递归模糊神经网络 |
| 5.2.3 鲸鱼优化算法 |
| 5.3 系统仿真及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于Links-RT的永磁直线同步电动机系统实验研究 |
| 6.1 基于Links-RT的实时仿真平台 |
| 6.2 基于Links-RT的 PMLSM实验系统 |
| 6.2.1 系统硬件构成 |
| 6.2.2 系统软件构成 |
| 6.2.3 实验流程 |
| 6.3 系统实验验证与分析 |
| 6.3.1 永磁直线同步电动机全局互补滑模控制系统实验研究 |
| 6.3.2 永磁直线同步电动机智能反推二阶互补滑模控制系统实验研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（3）永磁同步电机参数在线辨识及抗扰动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 永磁同步电机控制策略研究现状 |
| 1.2.1 恒压频比控制 |
| 1.2.2 直接转矩控制 |
| 1.2.3 矢量控制 |
| 1.3 负载转矩观测及转动惯量辨识国内外研究现状 |
| 1.3.1 负载转矩观测的研究现状 |
| 1.3.2 转动惯量辨识的研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 永磁同步电机数学模型及滑模控制策略 |
| 2.1 永磁同步电机的结构 |
| 2.2 永磁同步电机的数学模型 |
| 2.2.1 三相静止ABC坐标下PMSM数学模型 |
| 2.2.2 两相静止αβ坐标系下PMSM数学模型 |
| 2.2.3 两相旋转d-q坐标系下PMSM数学模型 |
| 2.3 永磁同步电机矢量控制策略 |
| 2.3.1 永磁同步电机矢量控制基本原理 |
| 2.3.2 SVPWM原理 |
| 2.4 基于改进指数趋近律的滑模速度控制器设计 |
| 2.4.1 传统指数趋近律下控制器 |
| 2.4.2 改进指数趋近律下控制器 |
| 2.4.3 稳定性分析 |
| 2.5 基于改进滑模速度控制器的永磁同步电机控制系统仿真 |
| 2.5.1 转速突变分析 |
| 2.5.2 转矩突变分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 永磁同步电机负载转矩观测 |
| 3.1 基于滑模变结构控制的负载转矩观测 |
| 3.1.1 滑模变结构控制的基本原理 |
| 3.1.2 滑模变结构控制的设计 |
| 3.2 传统滑模负载转矩观测器 |
| 3.2.1 传统滑模负载转矩观测器的设计 |
| 3.2.2 传统滑模负载转矩观测器抖振抑制研究 |
| 3.3 改进型滑模负载转矩观测器 |
| 3.4 仿真结果及分析 |
| 3.4.1 仿真模型的建立 |
| 3.4.2 可变增益算法对负载转矩观测仿真结果分析 |
| 3.4.3 带改进型滑模负载转矩观测器的永磁同步电机抗扰动分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 永磁同步电机转动惯量辨识 |
| 4.1 模型参考自适应原理 |
| 4.2 基于模型参考自适应算法的转动惯量辨识 |
| 4.3 永磁同步电机转动惯量辨识仿真模型建立及结果分析 |
| 4.3.1 仿真模型的建立 |
| 4.3.2 自适应增益系数对转动惯量辨识的影响分析 |
| 4.3.3 变自适应增益算法的设计及仿真分析 |
| 4.4 带转动惯量辨识的永磁同步电机抗扰动分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 永磁同步电机在环仿真实物平台验证 |
| 5.1 PMSM在环仿真平台 |
| 5.1.1 硬件部分 |
| 5.1.2 在环仿真模型及参数设计部分 |
| 5.1.3 实物平台组成部分 |
| 5.2 验证结果及分析 |
| 5.2.1 恒转速空载工况下验证分析 |
| 5.2.2 恒转矩变转速工况下验证分析 |
| 5.2.3 恒转速变负载工况下验证分析 |
| 5.2.4 不同自适应增益对转动惯量辨识的验证分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）膝关节假肢测试平台研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 膝关节假肢测试平台的发展现状 |
| 1.2.1 国外发展历程及研究现状 |
| 1.2.2 国内研究历程及研究现状 |
| 1.3 交流伺服电机控制系统的发展现状 |
| 1.3.1 交流伺服电机简述 |
| 1.3.2 交流伺服电机控制方法 |
| 1.4 本文主要工作与结构 |
| 1.4.1 本文的主要工作 |
| 1.4.2 本文的结构 |
| 第2章 人体行走下肢运动规律与测试平台机械结构设计 |
| 2.1 人体行走下肢步态分析 |
| 2.1.1 人体行走基本知识 |
| 2.1.2 人体行走步态分析 |
| 2.2 人体下肢运动函数 |
| 2.2.1 骨盆运动学函数 |
| 2.2.2 髋关节运动学函数 |
| 2.2.3 膝关节运动学函数 |
| 2.2.4 地反力动力学函数 |
| 2.3 膝关节假肢测试平台机械结构设计 |
| 2.3.1 髋关节机构设计 |
| 2.3.2 地反力机构设计 |
| 2.3.3 水平运动机构设计 |
| 2.3.4 下肢各关节运动相位校核 |
| 2.3.5 水平行走测试方法 |
| 2.4 本章小节 |
| 第3章 永磁同步电机的位置伺服系统 |
| 3.1 PMSM的数学模型 |
| 3.2 PMSM相关原理 |
| 3.3 电压空间矢量脉宽调制 |
| 3.3.1 电压空间矢量脉宽调制理论基础 |
| 3.3.2 电压空间矢量脉宽调制Matlab实现 |
| 3.4 本章小节 |
| 第4章 模糊PI控制器的设计与仿真 |
| 4.1 传统PI控制器的设计与仿真 |
| 4.2 模糊PI控制器的原理与设计 |
| 4.2.1 模糊控制概述 |
| 4.2.2 模糊PI控制器设计 |
| 4.2.3 模糊PI控制器仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 膝关节假肢测试平台的软硬件组成 |
| 5.1 膝关节假肢测试平台控制系统硬件组成 |
| 5.1.1 伺服控制系统的组成 |
| 5.1.2 数据采集卡的数据采集 |
| 5.1.3 交流伺服放大器的调试 |
| 5.1.4 总体接线图 |
| 5.2 膝关节假肢测试平台控制系统软件实现 |
| 5.2.1 Lab VIEW软件调试 |
| 5.2.2 参考输入模块 |
| 5.2.3 编码器脉冲采集模块 |
| 5.2.4 PI与模糊PI模块 |
| 5.2.5 模拟量输出模块 |
| 5.2.6 总体程序框图 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 实验结果及分析 |
| 6.1 髋关节机构实验 |
| 6.2 水平运动机构实验 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 全文总结与工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（5）基于模糊自适应策略下的多电机同步控制优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Absract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.2 课题的意义 |
| 1.2 发展历程和国内外研究现状 |
| 1.3 课题的研究内容及方法 |
| 1.3.1 课题的研究内容 |
| 1.3.2 课题的研究方法 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 永磁同步电机的建模以及控制原理的分析 |
| 2.1 永磁同步电机的结构与特征 |
| 2.2 永磁同步电机的数学模型 |
| 2.2.1 永磁同步电机在ABC坐标下的基本方程 |
| 2.2.2 坐标变换 |
| 2.2.3 三相静止坐标系与两相静止坐标系相互转换 |
| 2.2.4 两相静止坐标系转为两相旋转坐标系 |
| 2.3 永磁同步电机的矢量控制 |
| 2.3.1 永磁同步电机的控制原理 |
| 2.3.2 永磁同步电机的矢量控制的控制方法 |
| 2.4 SVPWM技术 |
| 2.4.1 SVPWM的定义及原理 |
| 2.4.2 永磁同步电机矢量控制仿真模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 永磁同步电机的模糊PID控制 |
| 3.1 传统PID控制原理 |
| 3.2 模糊PID控制器 |
| 3.2.1 模糊控制理论 |
| 3.2.2 模糊控制器的结构 |
| 3.2.3 模糊PID的设计 |
| 3.3 永磁同步电机模糊PID控制系统仿真 |
| 3.3.1 永磁同步电机模糊PID控制系统模型 |
| 3.3.2 Matlab下永磁同步电机模糊PID控制系统仿真模型 |
| 3.3.3 仿真结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 永磁同步电机的灾变遗传模糊PID控制 |
| 4.1 遗传算法理论基础 |
| 4.1.1 遗传算法的概述 |
| 4.1.2 遗传算法的原理 |
| 4.2 灾变型遗传算法 |
| 4.2.1 灾变操作 |
| 4.2.2 灾变遗传算法性能计算 |
| 4.2.3 灾变遗传模糊PID控制器设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 多电机同步控制系统设计 |
| 5.1 多电机同步控制结构分析 |
| 5.1.1 并行同步控制 |
| 5.1.2 主从控制 |
| 5.1.3 交叉耦合控制 |
| 5.1.4 偏差耦合控制 |
| 5.2 改进的偏差耦合控制 |
| 5.3 多电机同步控制系统仿真 |
| 5.3.1 并行同步控制仿真 |
| 5.3.2 主从同步控制仿真 |
| 5.3.3 偏差耦合控制 |
| 5.3.4 改进型偏差耦合控制 |
| 5.4 基于灾变遗传模糊PMSM多电机控制仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 全文总结 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）基于改进型ESO的永磁同步电机自抗扰滑模位置伺服控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 伺服系统的发展概况 |
| 1.3 永磁同步电机控制方法的研究现状 |
| 1.3.1 永磁同步电机的控制策略的研究现状 |
| 1.3.2 永磁同步电机的现代控制方法的研究现状 |
| 1.3.3 永磁同步电机的智能控制方法的研究现状 |
| 1.4 自抗扰控制技术的研究现状 |
| 1.5 滑模控制技术的研究现状 |
| 1.6 本文研究内容及章节安排 |
| 第2章 永磁同步电机模型的建立 |
| 2.1 永磁同步电机的结构 |
| 2.2 永磁同步电机的数学模型 |
| 2.2.1 坐标系的定义 |
| 2.2.2 坐标变换 |
| 2.2.3 PMSM数学模型 |
| 2.3 PMSM控制原理 |
| 2.4 SVPWM控制技术 |
| 2.4.1 SVPWM算法的产生原理 |
| 2.4.2 SVPWM算法的实现 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 改进自抗扰控制理论研究 |
| 3.1 经典PID控制器的分析 |
| 3.1.1 PID控制器的结构及优缺点 |
| 3.2 自抗扰模型分析 |
| 3.2.1 跟踪微分器(TD) |
| 3.2.2 扩张状态观测器(ESO) |
| 3.2.3 非线性误差状态反馈控制律(NLSEF) |
| 3.3 扩张状态观测器的改进 |
| 3.3.1 反双曲正弦函数的引进 |
| 3.3.2 改进型ESO的设计和分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 PMSM的改进型自抗扰滑模控制器的设计 |
| 4.1 电流环ADRC控制器设计 |
| 4.2 位置/速度环改进型ADRC滑模复合伺服控制器设计 |
| 4.3 参数整定 |
| 4.3.1 跟踪微分器参数整定 |
| 4.3.2 非线性误差反馈控制律 |
| 4.3.3 改进型ESO的参数整定 |
| 4.4 系统仿真分析 |
| 4.4.1 跟踪性能分析 |
| 4.4.2 动态性能分析 |
| 4.4.3 抗扰性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 半实物仿真实验 |
| 5.1 半实物仿真技术 |
| 5.1.1 半实物仿真系统分类 |
| 5.2 实验平台简介 |
| 5.3 位置伺服控制实验平台软硬件 |
| 5.3.1 软件构成 |
| 5.3.2 硬件构成 |
| 5.4 开发运行流程 |
| 5.5 实验结果及分析 |
| 5.5.1 负载扰动下的跟踪性能实验 |
| 5.5.2 定位性能任务实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）基于参数辨识的舵机系统控制方法的分析与验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 系统辨识和控制策略的研究 |
| 1.2.1 系统辨识的研究现状 |
| 1.2.2 控制策略的研究现状 |
| 1.2.3 系统辨识与控制策略的应用 |
| 1.3 论文的研究内容及安排 |
| 2.舵机系统模型与辨识方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 舵机系统模型 |
| 2.3 舵机辨识算法 |
| 2.3.1 相关法辨识 |
| 2.3.2 递推最小二乘法 |
| 2.3.3 改进自适应遗传算法 |
| 2.3.4 改进粒子群算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.基于有限时间伺服控制器设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限时间基本引理 |
| 3.3 控制器设计及系统稳定性分析 |
| 3.4 基于ADAMS/MATLAB联合仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.基于虚拟仪器技术的测控系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 虚拟仪器技术综述 |
| 4.3 系统硬件设计 |
| 4.3.1 组合绝对式编码器 |
| 4.3.2 多功能采集卡的选择 |
| 4.3.3 调理控制电路 |
| 4.4 系统软件设计 |
| 4.4.1 基于LabWindows/CVI系统软件设计 |
| 4.4.2 基于VC++系统软件设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.实验验证与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2参数辨识实验 |
| 5.3 控制器验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6.总结与展望 |
| 6.1 论文研究总结 |
| 6.2 目前存在的问题与工作展望 |
| 参考文献 |
| 读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（8）多功能微细电火花线切割加工系统及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 多功能微细电火花加工系统研究现状 |
| 1.3 微细电火花线切割加工技术应用现状 |
| 1.3.1 高长径比微阵列微细电火花线切割加工技术 |
| 1.3.2 微回转结构微细电火花线切割加工技术 |
| 1.3.3 微齿轮微细电火花线切割加工技术 |
| 1.4 电极丝振动特性研究现状 |
| 1.5 电极丝张力控制研究现状 |
| 1.5.1 往复走丝电火花线切割张力控制 |
| 1.5.2 单向走丝电火花线切割张力控制 |
| 1.5.3 微细电火花线切割张力控制 |
| 1.6 目前研究中存在的问题分析 |
| 1.7 课题主要研究内容 |
| 第2章 多功能微细电火花线切割加工系统研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多功能微细电火花线切割加工系统总体方案 |
| 2.3 微细电火花线切割功能模块拓展 |
| 2.3.1 分度回转主轴模块设计 |
| 2.3.2 反拷加工模块设计 |
| 2.3.3 卧式加工模块设计 |
| 2.4 微细电极丝走丝系统的改进 |
| 2.4.1 微细电极丝张力变化原因分析 |
| 2.4.2 对称式微细电极丝走丝系统设计 |
| 2.5 微细电极丝恒张力控制系统的研制 |
| 2.5.1 微细电极丝恒张力控制原理 |
| 2.5.2 张力检测与执行装置设计 |
| 2.5.3 微细电极丝恒张力控制系统模型分析 |
| 2.5.4 微细电极丝恒张力控制系统设计 |
| 2.5.5 微细电极丝恒张力控制系统性能检验 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 微细电火花线切割电极丝振动特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于高速摄像技术的微细电极丝振动观测与提取 |
| 3.2.1 微细电极丝振动观测平台的搭建 |
| 3.2.2 微细电极丝振动位移的提取 |
| 3.3 微细电极丝振动影响因素分析 |
| 3.3.1 走丝系统引起的微细电极丝振动 |
| 3.3.2 工作液冲击力引起的微细电极丝振动 |
| 3.3.3 张力对微细电极丝振动的影响 |
| 3.3.4 放电力引起的微细电极丝振动 |
| 3.4 放电力对微细电极丝振动特性的影响 |
| 3.4.1 微细电极丝振动力学模型建立 |
| 3.4.2 脉冲放电力表达 |
| 3.4.3 放电频率和放电力对微细电极丝振幅的影响 |
| 3.4.4 微细电极丝振幅影响规律的实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 阵列与回转微结构微细电火花线切割加工技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高长径比微阵列电极微细电火花线切割加工 |
| 4.2.1 高长径比微阵列电极的尺寸设计与工艺流程 |
| 4.2.2 切割厚度对高长径比微阵列电极加工的影响 |
| 4.2.3 高长径比微阵列电极加工结果分析 |
| 4.3 微回转结构微细电火花线切割加工实验 |
| 4.3.1 微回转结构微细电火花线切割加工参数优化 |
| 4.3.2 微回转结构微细电火花线切割多次切割试验 |
| 4.4 微细盘状电极的微细电火花线切割制备与原位周铣加工 |
| 4.4.1 微细盘状电极的制备与原位应用工艺流程 |
| 4.4.2 微细盘状电极的微细电火花线切割制备 |
| 4.4.3 微细盘状电极的微细电火花原位周铣加工实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 面向微齿轮批量制造的微细电火花线切割加工技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微齿轮批量制造工艺流程 |
| 5.3 微齿轮模具材料与尺寸设计 |
| 5.4 微齿轮模具微细电火花线切割加工基础实验 |
| 5.4.1 对比实验分析 |
| 5.4.2 中心组合实验设计 |
| 5.4.3 响应变量模型建立与分析 |
| 5.4.4 工艺参数优化 |
| 5.5 微齿轮凸模微细电火花线切割加工 |
| 5.5.1 微齿轮凸模加工轨迹规划 |
| 5.5.2 微齿轮凸模齿廓加工缺陷解决方案 |
| 5.5.3 微齿轮凸模加工误差分析 |
| 5.5.4 微齿轮凸模加工结果分析 |
| 5.6 微齿轮凹模微细电火花线切割加工 |
| 5.6.1 微齿轮凹模加工条件 |
| 5.6.2 微齿轮凹模加工结果分析 |
| 5.6.3 微齿轮模具装配结果分析 |
| 5.7 微齿轮精密锻压成形加工 |
| 5.7.1 锻压行程对微齿轮成形质量的影响 |
| 5.7.2 微齿轮成形质量分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 多线微细电火花线切割加工技术研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 多线微细电火花线切割走丝系统分析与设计 |
| 6.2.1 对称式走丝系统多自由度振动模型建立 |
| 6.2.2 对称式走丝系统固有频率模拟分析 |
| 6.2.3 绕线方式对微细电极丝张力动态特性的影响 |
| 6.2.4 多线微细电火花线切割加工装置设计 |
| 6.3 多线微细电火花线切割加工基础实验 |
| 6.3.1 多线微细电火花线切割加工可行性分析 |
| 6.3.2 多线与单线微细电火花线切割加工效率对比 |
| 6.3.3 多线与单线微细电火花线切割加工精度对比 |
| 6.3.4 加工参数对多线微细电火花线切割加工性能的影响 |
| 6.4 微型继电器的多线微细电火花线切割加工 |
| 6.4.1 微型继电器尺寸设计与加工轨迹规划 |
| 6.4.2 微型继电器加工参数 |
| 6.4.3 微型继电器加工结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）高动态响应电子摇床头伺服系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外电子摇床头的研究现状 |
| 1.3 电子凸轮的概述与应用 |
| 1.3.1 机械凸轮与电子凸轮的概述 |
| 1.3.2 电子凸轮国内外发展现状与应用 |
| 1.4 运动控制系统的研究现状 |
| 1.4.1 运动控制系统体系结构的发展 |
| 1.4.2 运动控制系统的研究发展 |
| 1.4.3 运动控制系统的发展趋势 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 电子摇床头的理论基础及建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电子摇床头的工作原理与设计方案 |
| 2.3 电子摇床头控制系统的通信 |
| 2.4 电子摇床头动力学建模分析 |
| 2.4.1 丝杠传动机构动力学建模 |
| 2.4.2 交流永磁同步伺服电动机的结构 |
| 2.4.3 永磁同步伺服电动机的数学建模 |
| 2.4.4 交流伺服驱动控制环节建模 |
| 2.5 电子摇床头系统模型验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 高动态响应电子摇床头伺服系统控制策略研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 选矿摇床床面的运动曲线分析 |
| 3.2.1 凸轮杠杆式摇床头运动曲线分析 |
| 3.2.2 S形运动曲线数学分析 |
| 3.2.3 电子摇床头运动曲线选取 |
| 3.3 伺服驱动单元驱动器实时控制策略研究 |
| 3.3.1 PTO控制策略 |
| 3.3.2 速度控制策略 |
| 3.3.3 基本定位器控制策略 |
| 3.3.4 伺服控制策略选取 |
| 3.4 伺服控制单元控制器实现策略 |
| 3.4.1 电子凸轮的实现策略 |
| 3.4.2 轴工艺对象的实现策略 |
| 3.4.3 EPos的实现策略 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 高动态响应电子摇床头伺服系统的实现研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统总体方案设计 |
| 4.3 电子摇床头底端执行机构设计 |
| 4.3.1 滚珠丝杆的选型 |
| 4.3.2 电子摇床头伺服电机的选型 |
| 4.3.3 电气执行机构的设计与实现 |
| 4.4 中端运动控制层设计与实现 |
| 4.4.1 电子摇床头运动控制器硬件设计与实现 |
| 4.4.2 电子摇床头运动控制器软件组态与实现 |
| 4.5 顶端运动管理层设计与实现 |
| 4.5.1 上位机平台配置 |
| 4.5.2 上位机硬件组态 |
| 4.6 辅助功能单元设计 |
| 4.6.1 系统伺服电机单元保护设计 |
| 4.6.2 系统断电保护设计 |
| 4.6.3 系统安全保护设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 高动态响应电子摇床头伺服系统实验研究 |
| 5.1 实验平台的搭建 |
| 5.2 电子摇床头伺服系统动态响应测试分析 |
| 5.2.1 增益调整对比分析 |
| 5.2.2 不同模式策略的动态响应对比分析 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 不足与后续研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士学位期间的学术成果 |
（10）多功能热轧实验机组的开发与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 轧制过程中试研究平台的创新与发展 |
| 1.3 热轧实验机组研究及发展现状 |
| 1.3.1 国外热轧实验机组的研究及发展现状 |
| 1.3.2 国内热轧实验机组研究及发展现状 |
| 1.4 多功能热轧实验机组的主要特征 |
| 1.4.1 高刚度可逆轧机 |
| 1.4.2 先进的自动化控制系统 |
| 1.4.3 轧辊加热系统及研究现状 |
| 1.4.4 热轧异步轧制及研究现状 |
| 1.4.5 组合式控制冷却系统研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 多功能热轧实验机组及其控制系统开发 |
| 2.1 多功能热轧实验机组工艺流程研究 |
| 2.2 多功能热轧实验机组主要工艺设备及检测仪表 |
| 2.2.1 多功能热轧实验机组主要工艺设备 |
| 2.2.2 多功能热轧实验机组检测仪表 |
| 2.3 多功能热轧实验机组控制系统组成 |
| 2.4 多功能热轧实验机组主要控制功能研究 |
| 2.4.1 多功能热轧实验机组厚度控制系统 |
| 2.4.2 多功能热轧实验机组实验过程跟踪系统 |
| 2.4.3 多功能热轧实验机组全自动实验系统 |
| 2.4.4 多功能热轧实验机组实验过程仿真系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 轧辊加热系统开发及表面温度场研究 |
| 3.1 轧辊热油加热系统的开发 |
| 3.1.1 热油加热循环系统设计 |
| 3.1.2 轧辊内部热油循环系统设计原理及连接机构 |
| 3.1.3 轧辊热油加热过程中的热轧实验过程 |
| 3.2 热油加热过程中轧辊温度场模型研究 |
| 3.2.1 轧辊温度场导热微分方程的建立 |
| 3.2.2 轧辊温度场导热微分方程的定解条件 |
| 3.3 热油加热过程中轧辊温度场的模拟研究 |
| 3.3.1 模型的简化与假设 |
| 3.3.2 轧辊几何模型 |
| 3.3.3 轧辊材料参数 |
| 3.3.4 模拟结果及分析 |
| 3.4 热油加热过程中轧辊表面温度的实验研究 |
| 3.4.1 实验方案 |
| 3.4.2 实验结果及分析 |
| 3.4.3 模拟与实验结果对比分析 |
| 3.5 不同加热条件下轧辊表面温度场变化规律研究 |
| 3.5.1 热油温度对轧辊表面温度场的影响规律 |
| 3.5.2 环境温度对轧辊表面温度场的影响规律 |
| 3.5.3 轴承冷却对轧辊表面温度场的影响规律 |
| 3.5.4 轧辊直径对轧辊表面温度场的影响规律 |
| 3.5.5 轧辊开孔深度对轧辊表面温度场的影响规律 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 热轧异步轧制变形规律及翘曲控制策略 |
| 4.1 热轧实验机组异步轧制系统的开发 |
| 4.1.1 热轧实验机组多种异步轧制方式的实现 |
| 4.1.2 下辊偏移系统的开发 |
| 4.2 热轧异步轧制有限元模型的建立 |
| 4.2.1 几何模型 |
| 4.2.2 物理模型 |
| 4.3 热轧异步轧制轧辊受力规律研究 |
| 4.4 热轧异步轧制轧件厚度方向变形规律研究 |
| 4.4.1 轧件厚度方向等效应变研究 |
| 4.4.2 轧件厚度方向剪切应变研究 |
| 4.5 热轧异步轧制轧件翘曲规律研究 |
| 4.5.1 轧件翘曲的表征方法 |
| 4.5.2 不同压下率下异速比对轧件翘曲的影响规律 |
| 4.5.3 不同下辊偏移量下异速比对轧件翘曲的影响规律 |
| 4.5.4 不同异速比下压下率对轧件翘曲的影响规律 |
| 4.5.5 不同压下率下下辊偏移量对轧件翘曲的影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 组合式冷却系统控制功能研究 |
| 5.1 组合式控制冷却过程数学模型研究 |
| 5.1.1 组合式控制冷却过程中轧件温度场模型的建立 |
| 5.1.2 组合式冷却过程中换热系数模型的建立 |
| 5.2 超快冷系统压力与集管流量综合控制策略研究 |
| 5.2.1 超快速冷却系统压力与集管流量控制原理 |
| 5.2.2 超快冷系统压力与集管流量综合控制策略 |
| 5.3 超快冷系统压力控制算法研究 |
| 5.3.1 超快冷系统压力前馈控制算法研究 |
| 5.3.2 超快冷系统压力反馈控制算法研究 |
| 5.4 超快冷集管流量控制算法研究 |
| 5.4.1 超快冷集管流量前馈控制算法研究 |
| 5.4.2 超快冷集管流量反馈控制算法研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 多功能热轧实验机组现场应用 |
| 6.1 多功能热轧实验机组计算机控制系统的应用效果 |
| 6.1.1 计算机控制系统配置和结构 |
| 6.1.2 厚度控制系统控制效果 |
| 6.1.3 实验过程跟踪系统控制效果 |
| 6.2 轧辊热油加热系统控制效果 |
| 6.3 热轧异步轧制系统控制效果 |
| 6.4 组合式控制冷却系统控制效果 |
| 6.4.1 组合式控制冷却系统冷却能力 |
| 6.4.2 超快冷系统压力和集管流量综合控制效果 |
| 6.4.3 超快冷系统压力控制效果 |
| 6.4.4 超快冷集管流量控制效果 |
| 6.4.5 轧后冷却温度控制效果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间完成的工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、一种交流伺服系统多功能化速度控制策略研究（论文参考文献）
- [1]增材制造缺陷的LIBS在线检测研究[D]. 车长金. 长春工业大学, 2021(02)
- [2]高精度永磁直线同步电动机互补滑模控制策略研究[D]. 金鸿雁. 沈阳工业大学, 2021(02)
- [3]永磁同步电机参数在线辨识及抗扰动控制研究[D]. 颜伟平. 湖南工业大学, 2021(02)
- [4]膝关节假肢测试平台研究[D]. 付德龙. 吉林大学, 2021(01)
- [5]基于模糊自适应策略下的多电机同步控制优化[D]. 孙盟. 兰州理工大学, 2021(01)
- [6]基于改进型ESO的永磁同步电机自抗扰滑模位置伺服控制研究[D]. 高文强. 兰州理工大学, 2021(01)
- [7]基于参数辨识的舵机系统控制方法的分析与验证[D]. 武志宏. 中北大学, 2020(09)
- [8]多功能微细电火花线切割加工系统及其应用研究[D]. 陈祥. 哈尔滨工业大学, 2019
- [9]高动态响应电子摇床头伺服系统的研究[D]. 李洪锋. 昆明理工大学, 2019(04)
- [10]多功能热轧实验机组的开发与应用[D]. 高扬. 东北大学, 2018(01)