基于LSSVM的电磁直线执行器位移估算研究 被引量：1

1

作者 于杰 李波 +2 位作者 葛文庆 谭草 崔琎 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第6期58-61,共4页

针对电磁直线执行器应用中由于位移传感器而产生的结构紧凑性下降、成本高以及可靠性降低等问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的位移估算方法。应用多目标粒子群优化算法,以准确度和均方根误差(RMSE)为优化目标对正则化参... 针对电磁直线执行器应用中由于位移传感器而产生的结构紧凑性下降、成本高以及可靠性降低等问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的位移估算方法。应用多目标粒子群优化算法,以准确度和均方根误差(RMSE)为优化目标对正则化参数和核宽度参数进行多目标优化;在特定工况下训练模型。模型应用与仿真实验验证结果表明:在不同负载力工况下估算控制准确度为98%以上,RMSE为3×10^(-4)以下;以不同位移控制目标对电磁执行器进行控制,准确度为98%以上,RMSE为3×10^(-4)以下。 展开更多

关键词 电磁直线执行器 无位移传感器控制 最小二乘支持向量机 多目标粒子群优化算法

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电磁直线执行器变论域双模糊自抗扰控制 被引量：2

2

作者 李德同 葛文庆 +3 位作者 谭草 陈杰炜 鲁应涛 李晓晨 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第3期101-106,共6页

针对电磁直线执行器系统内部参数扰动和外部不确定性干扰对控制系统的影响,提出了一种变论域双模糊自抗扰控制方法。设计了内电流环采用PI控制,而位置环采用变论域双模糊自抗扰控制的双闭环控制。在不改变输出论域划分的前提下,以一级... 针对电磁直线执行器系统内部参数扰动和外部不确定性干扰对控制系统的影响,提出了一种变论域双模糊自抗扰控制方法。设计了内电流环采用PI控制,而位置环采用变论域双模糊自抗扰控制的双闭环控制。在不改变输出论域划分的前提下,以一级模糊控制的输出作为伸缩因子,灵活调节二级模糊控制的输出论域,使得模糊控制具有自适应性,提高了控制系统的稳定性和抗干扰能力。研究结果表明,与现有控制方法相比,文章所提出的控制方法不仅具有较好的轨迹跟踪能力和控制精度,并对系统内外部不确定性扰动具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 电磁直线执行器 自抗扰控制 变论域双模糊控制 双闭环控制

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新型复合式电磁直线执行器的多模式协调控制 被引量：1

3

作者 范新宇 王鹏 +1 位作者 殷杰 朱严兵 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期292-299,共8页

针对常规动圈式电磁直线执行器存在的力密度不高、缺乏端部无源自保持能力等不足,提出了一种新型复合式电磁直线执行器。根据其结构特点建立数学理论模型,分析了具有高驱动能力的协同驱动模式和具有低能耗特点的单独驱动模式,结合逆系... 针对常规动圈式电磁直线执行器存在的力密度不高、缺乏端部无源自保持能力等不足,提出了一种新型复合式电磁直线执行器。根据其结构特点建立数学理论模型,分析了具有高驱动能力的协同驱动模式和具有低能耗特点的单独驱动模式,结合逆系统与前馈+PI反馈算法设计了多模式协调控制器。利用MATLAB/Simulink建立仿真模型,并搭建了样机试验平台,通过仿真与试验验证了协调控制方法的有效性。结果表明:不同驱动模式下执行器动态特性良好,位移控制误差小于±0.02 mm,具备端部无源自保持力229.3 N;协同驱动模式下驱动力可达574.9 N,开启过渡时间为4.8 ms,单独驱动下开启过渡时间为6.9 ms。 展开更多

关键词 复合式电磁直线执行器 内燃机 多模式协调控制 逆系统

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基于自抗扰原理的电磁直线执行器电流换相技术 被引量：2

4

作者 施昕昕 常思勤 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期805-810,共6页

针对直线执行器的高速、高精度及行程模块化要求,在分析了自行研制的电磁直线执行器(EMLA)结构特点的基础上,提出了一种电流换相技术方案。推导出了EMLA的状态空间模型。采用自抗扰控制器进行电流换相控制,抑制系统运行过程中参数的不... 针对直线执行器的高速、高精度及行程模块化要求,在分析了自行研制的电磁直线执行器(EMLA)结构特点的基础上,提出了一种电流换相技术方案。推导出了EMLA的状态空间模型。采用自抗扰控制器进行电流换相控制,抑制系统运行过程中参数的不确定性以及摩擦等外部扰动。利用LuGre摩擦力模型进行仿真研究并和经典比例积分微分控制算法进行了对比。仿真和实验结果表明,该电流换相技术方案不影响运动平顺性,最大速度达3.1 m/s,验证了其有效性。 展开更多

关键词 电磁直线执行器 电流换相 自抗扰控制

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发动机喷油器用电磁直线执行器动态建模与试验 被引量：1

5

作者 时岩 常思勤 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期21-26,共6页

针对发动机电控喷油器中电-机能量转换机构存在的问题,基于永磁自锁原理提出了一种电磁直线执行器(EMLA)。在考虑涡流、结构尺寸及边缘效应等影响因素下,采用等效磁路法建立了EMLA的动态模型,并通过仿真数据与样机试验数据的对比,验证... 针对发动机电控喷油器中电-机能量转换机构存在的问题,基于永磁自锁原理提出了一种电磁直线执行器(EMLA)。在考虑涡流、结构尺寸及边缘效应等影响因素下,采用等效磁路法建立了EMLA的动态模型,并通过仿真数据与样机试验数据的对比,验证了动态模型的正确性,使其可作为分析EMLA动态特性的有效工具。分析表明,EMLA在0.5 MPa开启油压条件下其过渡时间为1.57 ms(行程0.25 mm),满足发动机高速喷射的要求,并且因其无需保持电流而可提高发动机的经济性。 展开更多

关键词 汽油发动机 电控喷油器 电磁直线执行器

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高驱动力密度短时工作电磁直线执行器研究 被引量：5

6

作者 谭草 常思勤 +2 位作者 刘梁 戴建国 顾春荣 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期509-514,共6页

针对航空航天、车辆等领域对短时工作直线执行器高驱动力密度的要求,该文以提高驱动力密度为目的改进了执行器样机,研究了动圈式电磁直线执行器短时工作的性能。基于建立的执行器温度-电磁场双向耦合有限元模型,分析了目标有效电流与可... 针对航空航天、车辆等领域对短时工作直线执行器高驱动力密度的要求,该文以提高驱动力密度为目的改进了执行器样机,研究了动圈式电磁直线执行器短时工作的性能。基于建立的执行器温度-电磁场双向耦合有限元模型,分析了目标有效电流与可持续工作时间的关系,研究了执行器高驱动力密度短时工作的性能表现和失效情况。同时,通过搭建的执行器性能测试系统,测试了样机的温升和输出力情况,测试结果与仿真分析吻合。结果表明,执行器样机短时工作的驱动力密度可达830 N/kg,是连续工作最大驱动力密度的6倍,可持续工作时间大于0.5 s。 展开更多

关键词 高驱动力密度 电磁直线执行器 直接驱动 短时工作

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改进LuGre模型的电磁直线执行器自适应鲁棒控制 被引量：3

7

作者 谭草 黎德祥 +2 位作者 葛文庆 李波 陆佳瑜 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期130-138,共9页

为提升电磁直线执行器在动态摩擦力下的跟踪性能与干扰抑制性能,提出基于改进LuGre模型的电磁直线执行器自适应鲁棒控制方法。建立考虑改进LuGre动态摩擦力的高功率密度电磁直线执行器动力学模型,通过非线性观测器来估计动态摩擦模型的... 为提升电磁直线执行器在动态摩擦力下的跟踪性能与干扰抑制性能,提出基于改进LuGre模型的电磁直线执行器自适应鲁棒控制方法。建立考虑改进LuGre动态摩擦力的高功率密度电磁直线执行器动力学模型,通过非线性观测器来估计动态摩擦模型的不可测内部状态,参数自适应用于减少参数不确定性的影响,设计结合摩擦补偿自适应控制律、稳定反馈和鲁棒控制的自适应鲁棒控制方法,并证明该方法的稳定性;基于皮尔逊相关系数研究控制参数对性能的影响规律,对比分析不同控制算法下电磁直线执行器的运动控制性能以及抗干扰能力。仿真与试验结果表明:非线性增益k_(s1)与k_(s2)是影响控制性能的关键参数,提出的自适应鲁棒控制方法与鲁棒控制以及PID控制相比,在提升控制精确度前提下,响应迅速,能够有效克服非线性摩擦力、系统参数不确定性和外界扰动的影响。 展开更多

关键词 电磁直线执行器 LUGRE模型 自适应鲁棒控制 运动控制 观测器 非线性补偿

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电磁直线执行器控制参数多目标优化设计 被引量：2

8

作者 黎德祥 陆佳瑜 +2 位作者 葛文庆 李波 谭草 《电气传动》 2022年第7期9-15,共7页

针对电磁直线执行器控制性能要求高、控制参数设计周期长等问题,提出一种控制参数多目标优化设计方法。基于电磁直线执行器系统,设计了鲁棒控制器,选择控制器参数作为优化变量,以系统ITAE准则、正弦信号跟踪下的相移量、阶跃信号下的超... 针对电磁直线执行器控制性能要求高、控制参数设计周期长等问题,提出一种控制参数多目标优化设计方法。基于电磁直线执行器系统,设计了鲁棒控制器,选择控制器参数作为优化变量,以系统ITAE准则、正弦信号跟踪下的相移量、阶跃信号下的超调量作为优化目标,采用多目标粒子群优化算法(MOPSO)对控制参数进行优化,求解Pareto前沿,最后结合控制参数与控制系统性能的相关系数矩阵选择最终控制参数最优解。结果表明:控制参数优化后控制性能指标与优化前相比,电磁直线执行器控制系统中ITAE准则JITAE下降了约79.9%;阶跃信号下超调量σ下降了约95.2%;正弦跟踪下相移量S下降了约79.7%,验证了优化的有效性,可以满足电磁直线执行器控制性能要求,所提方法为伺服系统控制器中控制参数的优化设计提供了一定的理论参考基础。 展开更多

关键词 电磁直线执行器 鲁棒控制 多目标优化 粒子群算法 控制参数

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基于电磁直线执行器的电子凸轮轨迹跟踪控制 被引量：4

9

作者 王彩 常思勤 《机械传动》 CSCD 北大核心 2017年第7期154-159,共6页

提出了一种基于电磁直线执行器的电子凸轮,通过对给定轨迹的跟踪来实现所需要的直线运动规律,以取代传统的机械凸轮机构。采用迭代学习控制算法控制电子凸轮实现对目标轨迹的跟踪,并进而应用迭代加模糊滑模控制的算法提高电子凸轮的收... 提出了一种基于电磁直线执行器的电子凸轮,通过对给定轨迹的跟踪来实现所需要的直线运动规律,以取代传统的机械凸轮机构。采用迭代学习控制算法控制电子凸轮实现对目标轨迹的跟踪,并进而应用迭代加模糊滑模控制的算法提高电子凸轮的收敛速度与鲁棒性。模糊滑模迭代控制是将误差函数输入滑模控制器中,然后以滑模函数作为模糊控制器的输入,最后通过模糊控制器的输出来控制迭代算法中的增量。通过仿真以及试验验证表明,基于电磁直线执行器的电子凸轮能够有效取代传统的机械凸轮机构,模糊滑模迭代控制算法能够满足电子凸轮对轨迹跟踪精度、响应速度、收敛速度与鲁棒性的要求。 展开更多

关键词 电子凸轮 电磁直线执行器 直线运动控制 迭代学习控制 模糊控制 滑模控制

原文传递

电磁执行器直接驱动的AMT换挡机构 被引量：9

10

作者 李波 常思勤 林树森 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期29-35,共7页

为提高机械式自动变速器(AMT)换挡品质并缩短换挡过程动力中断时间,提出了一种电磁直线执行器直接驱动的AMT换挡机构。换挡机构运动总质量为1.37 kg,较传统全电式AMT换挡机构总质量(约1.78 kg)降低23%。对换挡过程进行了分段研究,并在... 为提高机械式自动变速器(AMT)换挡品质并缩短换挡过程动力中断时间,提出了一种电磁直线执行器直接驱动的AMT换挡机构。换挡机构运动总质量为1.37 kg,较传统全电式AMT换挡机构总质量(约1.78 kg)降低23%。对换挡过程进行了分段研究,并在换挡过程数学模型和AMT试验台架基础上,验证了设计方案的可行性。换挡机构换挡过程中无选挡操作,可实现挡位切换时退、进挡同时进行的功能,转速差为500 r/min、转动惯量为0.03 kg·m2,换挡时3挡至4挡的换挡时间约为120 ms,提升了AMT的换挡品质,且仍有进一步提高的余地。研究表明,电磁直线执行器直接驱动的AMT换挡机构可实现自动换挡功能。 展开更多

关键词 机械式自动变速器 电磁直线执行器 换挡机构 换挡品质

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一种发动机电磁驱动配气机构应用研究 被引量：10

11

作者 常思勤 刘梁 +1 位作者 李子非 徐照平 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期585-589,共5页

为了改善发动机的动力性、经济性和排放性能,该文以满足发动机高转速和有限安装空间为设计目标,研究了一类应用动圈式电磁直线执行器的电磁驱动配气机构。应用有限元分析的方法设计得到了电磁驱动配气机构的结构参数。通过汽油机性能仿... 为了改善发动机的动力性、经济性和排放性能,该文以满足发动机高转速和有限安装空间为设计目标,研究了一类应用动圈式电磁直线执行器的电磁驱动配气机构。应用有限元分析的方法设计得到了电磁驱动配气机构的结构参数。通过汽油机性能仿真分析了发动机中应用电磁驱动配气机构的优越性。模拟缸盖的试验测试表明,与常规发动机相比,应用该电磁驱动配气机构的发动机具有更大的设计与控制自由度和优化空间,以及良好的电磁力特性和较小的时间常数,易于控制。在单缸发动机上的运行和性能测试表明,该机构的气门响应时间小于4 ms,落座速度小于0.3 m/s,可满足在发动机上的应用需求;且在中低转速下运行良好,实现了配气机构的柔性化调节。 展开更多

关键词 节能环保 配气机构 电磁直线执行器

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一种新型复合式电磁驱动燃气喷射装置的设计与分析

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作者 范新宇 庞红岩 姚寿广 《液压与气动》 北大核心 2022年第9期70-79,共10页

作为国际远洋船舶的主要动力装置,采用加入气体燃料的低速柴油机在实现节能减排方面拥有巨大潜力。燃气喷射装置作为缸内直喷的核心执行机构,对内燃机燃烧品质和热效率有着重要影响。针对现有电磁驱动喷射装置存在的流量小、驱动力弱等... 作为国际远洋船舶的主要动力装置,采用加入气体燃料的低速柴油机在实现节能减排方面拥有巨大潜力。燃气喷射装置作为缸内直喷的核心执行机构,对内燃机燃烧品质和热效率有着重要影响。针对现有电磁驱动喷射装置存在的流量小、驱动力弱等不足,提出一种新型复合式电磁驱动燃气喷射装置。首先,针对驱动机构及阀体提出新的设计思路,通过有限元方法分析了驱动机构的电磁特性及阀体流动特性,验证了设计可行性;其次,建立喷射装置的CFD仿真模型,归纳了流量特性规律;最后,建立试验平台,测试了驱动机构的稳/动态特性。仿真与试验结果表明,新型复合式电磁驱动燃气喷射装置具有高效节能、快响应、高精度的动态特性,对缸内预混特性等具有显著的改善效果。 展开更多

关键词 燃气喷射装置 复合式电磁直线执行器 有限元分析 喷流特性 试验验证

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一类大功率气体燃料发动机电控喷射装置的设计 被引量：6

13

作者 葛文庆 刘梁 +1 位作者 常思勤 孙宾宾 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第22期2768-2771,共4页

针对大功率气体燃料发动机扫气不充分、空燃比控制精度低和响应慢等问题,提出了一种应用动圈式电磁直线执行器和菌型阀结构的气体燃料电控喷射装置,实现气体燃料的多点顺序间歇喷射以改善发动机的性能。讨论了设计方案和主要设计参数的... 针对大功率气体燃料发动机扫气不充分、空燃比控制精度低和响应慢等问题,提出了一种应用动圈式电磁直线执行器和菌型阀结构的气体燃料电控喷射装置,实现气体燃料的多点顺序间歇喷射以改善发动机的性能。讨论了设计方案和主要设计参数的确定原则,完成了设计并研制了样件。开发了电控喷射装置控制器,并对样件进行了性能测试。试验表明,电控喷射装置的技术方案可以满足发动机的大流量、高响应等要求。 展开更多

关键词 气体燃料发动机 多点顺序间歇喷射 燃料电控喷射装置 电磁直线执行器

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电动汽车新型线控制动单元及其控制系统 被引量：10

14

作者 龚小祥 常思勤 +1 位作者 蒋李晨 李小攀 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期395-400,共6页

针对电动汽车全电驱动特性,为提高其制动性能,设计了一种基于电磁直线执行器的全新线控制动单元——直驱电液制动单元.介绍了该制动单元的结构和原理,以某型制动器为基础,完成了样件改装和试制工作,并基于TMS320F2812数字信号处理器建... 针对电动汽车全电驱动特性,为提高其制动性能,设计了一种基于电磁直线执行器的全新线控制动单元——直驱电液制动单元.介绍了该制动单元的结构和原理,以某型制动器为基础,完成了样件改装和试制工作,并基于TMS320F2812数字信号处理器建立了制动单元控制和驱动系统,同时设计了双闭环抗干扰控制算法调控其制动力.试验结果表明,直驱电液制动单元响应迅速,能够准确调控制动力,具有良好的应用前景. 展开更多

关键词 电磁直线执行器 直驱电液制动单元 数字信号处理器 功率驱动电路 电动汽车

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电控机械式自动变速器时序重叠换挡系统设计与研究 被引量：8

15

作者 周英超 常思勤 李波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1289-1296,共8页

为解决电控机械式自动变速器(AMT)动力中断时间过长的问题,研制了一种基于电磁直线执行器的时序重叠换挡系统。介绍了关键部件电磁直线执行器的结构和工作原理,建立了机、电、磁耦合的系统模型,并通过实验进行了性能分析。提出了时序重... 为解决电控机械式自动变速器(AMT)动力中断时间过长的问题,研制了一种基于电磁直线执行器的时序重叠换挡系统。介绍了关键部件电磁直线执行器的结构和工作原理,建立了机、电、磁耦合的系统模型,并通过实验进行了性能分析。提出了时序重叠换挡的控制策略,基于二自由度控制原理设计了位置复合控制器。仿真和实验结果表明,提出的位置复合控制器具有较好的系统响应和扰动抑制特性;在转速差为500 r/min、被同步惯量为0.01 kg·m2条件下,采用时序重叠换挡方式由2挡换至3挡的换挡时间约为130 ms,时序重叠控制减少时间约20 ms,换挡时间缩短15%以上。 展开更多

关键词 电控机械式自动变速器 换挡 电磁直线执行器 时序重叠 二自由度控制

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直驱燃气调节阀的高精度高响应控制策略研究 被引量：2

16

作者 顾春荣 刘梁 常思勤 《液压与气动》 北大核心 2016年第3期67-71,共5页

针对固体姿轨控制系统燃气调节阀在精度和响应上日益提高的性能需求,提出了一种动圈式电磁直线执行器直驱燃气调节阀的方案。通过分析其原理及特点,提出了基于逆系统+PI分段控制的方法:对于整个运动过程采用逆系统控制方案,确保系统快... 针对固体姿轨控制系统燃气调节阀在精度和响应上日益提高的性能需求,提出了一种动圈式电磁直线执行器直驱燃气调节阀的方案。通过分析其原理及特点,提出了基于逆系统+PI分段控制的方法:对于整个运动过程采用逆系统控制方案,确保系统快速响应;趋近于目标位移时采用PI控制方法,实现对位置的精准控制。基于Simulink建立了直驱燃气调节阀的仿真模型,并搭建试验系统。通过仿真和试验验证了控制算法的有效性,结果表明:在任意目标行程下的响应时间小于10 ms,阀芯位移控制精度达到±0.02 mm,控制算法不仅满足高响应和高精度的性能要求,同时还具有一定抗负载扰动能力和对参数变化的鲁棒性。 展开更多

关键词 燃气调节阀 电磁直线执行器 逆系统算法 增量式PI算法 分段控制

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一种气体燃料电控喷射系统的流量控制研究 被引量：2

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作者 朱建辉 常思勤 王天波 《液压与气动》 北大核心 2017年第1期75-80,共6页

针对气体燃料电控喷射系统对气体燃料喷射量的控制精度低以及流量实时连续调节等问题,提出一种基于电磁直线执行器直接驱动菌形阀的燃料电控喷射系统。在MATLAB/Simulink下建立整个系统的控制模型,仿真计算喷射装置在不同升程下的流量特... 针对气体燃料电控喷射系统对气体燃料喷射量的控制精度低以及流量实时连续调节等问题,提出一种基于电磁直线执行器直接驱动菌形阀的燃料电控喷射系统。在MATLAB/Simulink下建立整个系统的控制模型,仿真计算喷射装置在不同升程下的流量特性,同时对其内部的流场进行仿真,研究其在不同的供气压力下的稳态流量。仿真结果表明,系统的流量和喷射装置的升程以及供气压力成近似线性关系。因此可以通过控制升程的大小来实现流量的连续调节,搭建了气体燃料电控喷射系统的流量特性测试试验台。试验测试在升程分别为1~4 mm和供气压力0.02~0.05 MPa时的流量特性,和仿真结果相吻合,验证了模型的正确性,同时为燃料电控喷射系统的应用提供理论基础。 展开更多

关键词 电控喷射系统 流量连续控制 电磁直线执行器 燃料电控喷射装置

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