一、转动惯量实验的新方法（论文文献综述）
王津[1]（2021）在《大功率电气传动系统抗机电扭振控制的研究》文中指出大功率电气传动系统是一个多质量弹性传动链,存在机电谐振和扭振现象,该现象会造成设备损坏,影响运行特性和生产产品质量。一直以来,电气传动系统抗机电扭振控制都是跨电气和机械学科领域的重要课题。本文针对大功率电气传动系统的机电扭振,对传动系统动力学模型、轧机传动扭振模型、负荷观测器控制、虚拟惯量与虚拟阻尼控制对机电扭振的抑制等进行了深入研究,主要内容包括以下几个方面:本文首先建立电气传动系统的二质量机电动力学模型,推导二质量机电动力学模型的传递函数,运用bode图分析机械参数对传动系统谐振特性的影响。提出转动惯量比会改变系统谐振频率,即在负载惯量不变的条件下,电机惯量减少会使谐振频率增高,反之亦然。本文对大型轧机传动系统进行研究,将其简化为多质量弹性体传动链,建立轧机机电扭振数学模型,研究系统的频率特性;并计算轧机传动系统的扭振放大系数TAF;分析传动链各阶谐振频率、各段机械参数以及轧件咬入时间对TAF的影响。提出在负载惯量不变的条件下,电机转动惯量减小对于降低TAF有益。本文针对基于扰动不变性构建的负荷观测器控制系统,指出在突加负载的条件下,负荷观测器正反馈控制可以明显减小动态速降,但使得谐振频率减小,频率特性谐振点左移,加剧了连接轴转矩的振荡。同时指出,负荷观测器负反馈控制可以使谐振频率增加,频率特性谐振点右移,明显减少了连接轴转矩的振荡,但加剧了动态速降。仿真和电气传动机电扭振实验验证了所提理论和方法的有效性。本文提出“虚拟惯量”控制,该控制能够改变系统的控制比,调整惯性比,改变谐振频率,达到抑制机电扭振的效果。本文对“虚拟惯量”控制进行详细的数学理论分析,通过仿真与电气传动机电扭振实验验证了“虚拟惯量”控制对于扭振的作用。本文提出了一种在反馈通道加惯性环节的“虚拟阻尼”控制系统,以及一种将电机速度微分反馈到电流控制的简易“虚拟阻尼”控制系统。该控制在不改变传动系统谐振频率条件下,仅改变谐振点传递函数的幅值,达到抑制扭振幅值的“阻尼”效果。本文搭建了电气传动机电扭振实验平台,仿真与实验结果验证了本文提出理论和方法的有效性。
李轶凡[2]（2021）在《基于换相序技术的电力系统紧急控制方法研究》文中认为我国已经建成世界上输送容量最大、输电电压等级最高、多区域电网交直流混联的电力系统,随着电力系统运行工况及环境愈加复杂,稳定性的问题日益严峻。当发生严重故障时,紧急控制可以以较小的代价维持系统安全稳定。目前针对交流系统送端功率过剩、功角稳定被破坏的情况,紧急切机是最常用的解决办法。而随着电网格局与电源结构深刻变化,紧急切机的负效应日渐显露,为此本文提出了一种紧急控制的新方法——“换相序技术”。论文的主要创新工作与成果如下:（1）提出了一种电力系统紧急控制的新方法——换相序技术。当发电机加速失步功角逐渐增大时,利用具有快速开断特性的电力电子装置将发电机侧的A、B、C三相快速断开,然后依次连接到系统C、A、B三相,实现功角瞬时减小120°,达到保持系统结构完整性同时抑制失稳的目的。基于单机-无穷大系统模型,利用等面积定则和能量函数理论,阐明了换相序技术提高系统稳定性的机理。明确了发电机的转速差减小是换相序有效的判据,确定了单机-无穷大系统换相序的有效条件,并验证了在功角达到150°时换相序可以获得最优控制效果。（2）研发了实现换相序操作的电力电子装置。换相序装置由3个机械断路器和9个固态断路器组成。系统正常运行时,电流流经机械式断路器,当发电机失步时,机械式断路器断开,固态断路器投入。当功角摆开达到阈值时,通过控制9组固态断路器的通断实现换相序。制定了换相序装置的选件标准,搭建了 2.4kV 50 A的换相序装置样机,基于PSPICE和RTDS平台,开展了仿真测试和动模试验。结果表明换相序装置开断电流的速度可以达到换相序技术要求,所设计的样机可以实现换相序操作,有效抑制系统的失步。（3）研究了系统能够承受换相序冲击的条件。计算了换相序的冲击电流和转矩,基于单机-无穷大系统模型,明确了当联络线电抗不小于0.71倍的发电机直轴次暂态电抗时,系统可以承受换相序产生的冲击电流,当系统联络线电抗大于1.1591倍的发电机直轴次暂态电抗时,换相序的冲击转矩小于发电机出口三相短路的冲击转矩,轴系损耗处于“可忽略”的等级,不符合上述条件时,危险截面的扭应力在单次换相序产生冲击下仍在强度极限范围内,但会产生疲劳寿命损伤。为了减小换相序冲击,设计了一种“电流过零分闸、电压相等合闸”的分相分合闸控制方法。在判定发电机失步后开始对三相电流和电压采样,利用快速傅里叶算法计算得到三相电流和电压的基波幅值和相角,生成电流过零脉冲和电压相等脉冲。收到换相序信号后,在电流过零时分相断开,在两侧电压相等时分相合闸。基于RTDS平台,利用换相序样机开展了冲击试验,在选取的两个算例中,换相序后冲击电流的第一个周波最大值分别减小了 47.49%、33.28%,冲击电压的第一个周波最大值分别减小了 14.89%、44.10%。（4）设计了一种基于拓展等面积定则理论的换相序控制方法。在多机系统中,提出将换相序装置预先安装在发电机出口处或区域电网联络线上,并验证了在相同的故障情况和控制条件下,两种安装方式下对系统稳定性的控制效果相同。设计了换相序的控制流程,从扰动开始到结束后,利用同步相量测量装置实测的各发电机信息量进行暂态稳定的快速预测和判断,以功角差为依据将发电机分为临界机群和剩余机群,进而等值为单机-无穷大系统。在单机映像中,利用等面积定则评估系统的稳定性,利用最小二乘法反推电磁功率曲线和机械功率曲线,以增加的减速面积最大为换相序控制目标,求取各临界机组的换相序功角阈值,当功角摆开到阈值时同时换相序。仿真结果表明提出的控制方法可以有效抑制系统失步,而相比于紧急切机,换相序不降低系统惯量水平,且留给集控中心的决策时间更长。（5）设计了一种基于能量函数的换相序紧急控制方法。构建了网络简化型能量函数,明确了换相序不改变系统的平衡点。设计了一种换相序临界机组的搜索方法,以换相序消减系统最大不平衡能量为搜索目标,避免了以发电机状态量作为辨识依据带来的分群误差。通过对整个动态过程进行搜索,以达到最优的控制效果。设置最近不稳定平衡点处的能量为换相序的临界能量阈值,虽然具有一定的保守性,有可能在系统未失稳的情况下换相序,但可以抑制系统后续的振荡,仍有利于系统的稳定,且避免了每次换相序都需搜索主导不稳定平衡点的复杂过程。通过三个算例仿真验证了所提出控制方法的效果。
彭思旭[3]（2021）在《一种新型可控机构式机器人机构的动力学分析与振动特性研究》文中指出工业机器人的振动会降低其疲劳寿命,影响其工作效率。长期以来,人们一直在研究如何减小机器人的振动,改善机器人的动态性能。针对这些问题,本课题组将“多自由度可控机构”推广到机器人机构领域,提出一类新型可控机构式机器人机构。为了研究这类机器人机构的动态性能,避免其发生异常振动,本文以一种所研制的机器人机构为研究对象,对其动态性能及振动特性进行深入研究,主要内容包括:对新型可控机构式机器人机构的构型进行分析,并计算了该机器人机构的自由度,在此基础上建立了运动学模型,对其正、逆运动学进行了分析,研究了该机器人机构的工作空间。通过算例,对比了数值仿真和软件仿真的结果,验证了所建立的运动学模型的正确性。通过拉格朗日法建立了新型可控机构式机器人机构的刚体动力学模型,计算了驱动力矩,结合算例探讨了大臂、小臂的截面参数对驱动力矩的影响。结果表明,驱动力矩的峰值随着杆件厚度的增加而增大,随着杆件宽度的增加而增大。基于有限单元法建立了新型可控机构式机器人机构的弹性动力学模型,对其频率特性进行了分析,计算得到系统的固有频率:第一阶固有频率的范围在13-15.5 Hz之间、第二阶固有频率的范围在22-27 Hz之间,并探究了杆件截面参数对固有频率的影响。最后还利用动态测试系统对该机器人机构进行了固有频率实验,对所建立的系统弹性动力学模型进行了验证。对新型可控机构式机器人机构的振动特性进行了研究。将机构系统动力学方程解耦,利用多尺度法研究了在自激惯性力作用下机构系统的振动机理,并分析了其非线性振动特性及主共振、组合共振的条件:驱动电机角速度接近与机构系统的第r阶固有圆频率相近时,系统将发生主共振;当两个驱动电机的角速度与系统的固有圆频率发生关联时,即|+Ω1±Ω2|≈ωr时,系统将发生组合共振。
宋艳艳[4]（2021）在《约束变胞机构的冲击动力学特性与参数优化研究》文中研究指明变胞机构基础理论的不断丰富和发展使其在各个工程领域中得到了广泛应用,此类应用主要是以面向作业任务的约束变胞机构为主。约束变胞机构在运动过程中,因构态切换产生的冲击作用使机构的运动精度下降,加剧动态输出振荡,影响整个系统的稳定性,严重时无法完成变胞过程。对考虑冲击作用的约束变胞机构动力学特性与参数优化进行研究在理论发展和工程应用上具有十分重要的价值和意义。本文以约束变胞机构为研究对象,对其冲击动力学特性和参数优化进行了以下五个方面的研究:第一,引入等效阻力系数描述扩展Assur杆组在变胞过程中运动副所受约束类型的变化,分析变胞运动副在典型约束形式下的等效阻力系数,得到在对应等效阻力系数下变胞运动副的运动特性。在此基础上,提出扩展Assur杆组的3类变胞构态,建立其模块化动力学模型,进而得到约束变胞机构稳态构型下的模块化动力学模型。对其进行仿真研究,提出机构构态切换时的冲击运动问题。第二,根据构态切换形式,将约束变胞机构构态切换时的冲击运动分为Ⅰ类冲击运动和Ⅱ类冲击运动。运用多刚体系统动力学理论分别建立系统的Ⅰ/Ⅱ类冲击动力学模型,并结合经典碰撞理论与恢复系数方程,推导出约束变胞机构的Ⅰ/Ⅱ类冲量求解模型。对Ⅰ/Ⅱ类冲击运动算例进行仿真分析,搭建冲击动力学测试实验系统开展实验研究,理论结果与实验结果吻合较好,验证了模型的正确性和有效性。第三,对Ⅰ/Ⅱ类冲击动力学模型进行等效分析,建立变胞运动副冲量求解模型。在Ⅰ/Ⅱ类冲量和变胞运动副冲量的双重作用下,运用Newton-Euler方程,推导出约束变胞机构非变胞运动副的冲量求解模型。仿真研究Ⅰ/Ⅱ类冲击运动算例的内部关节冲击问题。第四,对约束变胞机构构态切换时的冲击运动性能进行研究。分析Ⅰ/Ⅱ类冲量、变胞运动副冲量和非变胞运动副冲量的影响因素,建立机构的全局/局部条件数性能指标、速度性能指标。提取速度突变量和Ⅰ/Ⅱ类冲量之间的映射矩阵,构造机构的全局/局部冲击性能指标。建立机构的冲击动力学性能方程,提出机构的全局/局部动力学条件数指标。定量评估机构参数对冲击运动性能指标的影响程度,为约束变胞机构参数优化及冲击性能改善提供理论依据。第五,基于冲击运动性能评价指标,运用权重系数法,将多性能指标转换成综合性能指标,从而建立机构参数优化设计模型。以Ⅰ/Ⅱ类冲击运动算例为研究对象,分类建立机构参数优化设计模型,并验证其可行性。
张益瑞[5]（2021）在《高速动车组载荷谱复现方法及台架试验研究》文中研究表明高速动车组在轨状态尤其是高速运行时的动态性能评估是轨道交通技术进步的试验基础和车辆高速化、重载化、智能化发展的现实需求,由于多样化的试验功能和较高的试验效率,通过专用台架设备模拟车辆服役工况的载荷谱复现试验得到越来越广泛的应用。载荷谱指能够反映研究目标特定空间位置上物理参数随外界环境变化的位移、速度、加速度等可测量信息。载荷谱复现试验的目标是通过台架高精度地模拟重现车辆运行工况,其关键技术在于高性能的台架设备、准确的试验系统数学模型和科学有效的复现试验方法。本文以上述关键技术为研究内容,以基于转向架多功能试验台的高速动车组载荷谱复现为研究目标,设计了决定转向架多功能试验台载荷力测量功能和宽频带激振性能的专用测力平台及试验台电液伺服控制系统,提出了转向架各项关键参数的试验测定方法,以系统辨识原理和迭代复现技术为理论支撑,将仿真循环和试验循环相结合,提出了一种具有误差系数自适应调节功能的循环迭代方法,完成了以高速动车组车体和转向架垂向加速度为目标载荷谱的复现试验,主要工作如下:1)阐述了转向架多功能试验台的系统组成以及自主开发的位姿运动谱解算系统和试验数据分析系统;针对动车组车辆和模拟半车质量载荷谱复现试验系统分别进行垂向动力学建模,并通过MATLAB/Simulink程序仿真分析在相同激励条件下的车体垂向位移和转向架垂向位移两种系统响应,证明了模拟半车质量载荷谱复现试验系统能够准确地复现中高速模拟车速时车辆在轨运行工况,并将其数学模型作为系统辨识试验的模型构型基础。2)提出了一种以试验转向架车轮处载荷力为测量目标的专用测力平台,设计了测力平台的机械结构、应变片布片方式和测量电路,并从力学理论计算和有限元仿真分析两个角度验证了其科学性和准确性;通过标定试验分析测力平台三向测力的维间耦合效应,提出基于最小二乘法的数值解耦方法,试验表明,数值解耦后,测力平台的单轴载荷测量精度和多轴载荷测量精度均满足试验需求;根据试验台动态性能指标进行了试验台电液伺服控制系统的静态和动态设计,完成液压缸、伺服阀等主要液压元件的选型以及伺服放大器增益值的校正;通过下运动平台扫频试验和模态有限元仿真分析及试验验证了试验台稳定的宽频带激振性能。3)设计了转向架悬挂刚度、阻尼、载荷参数、转动惯量等关键参数的测定方法:以低速准静态的恒速三角波加载试验法测定悬挂刚度参数,以频率步进扫描递增的变频正弦波加载试验法测定悬挂阻尼参数,以倾斜试验法测定转向架重心位置坐标参数,以频率恒定的定频正弦波加载试验法测定转向架转动惯量参数。另外,根据转动惯量、重心位置和运动绕点三者的关系提出了一种预置绕点位置的拟合测定试验法作为转向架重心高度测量的新方法。上述转向架参数测定的试验方法均通过相应试验得到了验证。4)研究国内外轨道不平顺功率谱密度解析表达式,对比分析了中国高铁轨道谱和德国高低干扰谱的线路质量;采用逆傅里叶变换法完成中国高铁轨道不平顺的样本重构,为后续轨道不平顺复现试验提供目标数据;使用试验台位姿运动谱解算系统根据轨道不平顺重构样本数据生成试验台驱动运动谱,并计算不同模拟车速下的试验台液压作动器液压流量需求,证明试验台的液压驱动能力;设计运动平台位姿测量方案,使用激光位移传感器测量平台特定位置的实时位移值,以此来计算平台的空间运动指标;进行不同模拟车速下的中国高铁轨道不平顺复现试验,结果表明,中高速模拟车速下,基于转向架多功能试验台能够准确的完成中国高铁轨道的不平顺复现模拟。5)将模拟半车质量载荷谱复现试验系统的数据传递表示为输入数据转化和模拟半车试验装置两个模块的串联过程,理论分析了计算其传递函数的构型及数学表达式,作为系统辨识试验中的系统基础构型;设计了系统传递函数辨识试验方法,以带通白噪声信号作为输入信号,以最小二乘法估计优化模型参数;提出了将仿真循环迭代和试验循环迭代相结合的迭代方式,通过计算机仿真迭代得到符合精度要求的系统激励,作为试验迭代的初始输入通过台架试验进一步逼近复现目标,提高了试验效率;针对试验中决定迭代速度的误差修正系数设计了能够自动适应复现误差而优化自身数值的策略,对比试验证明,采用这种自适应调节策略后,复现试验所需要的循环迭代次数明显降低,试验效率得以进一步提升。本文研究表明,转向架多功能试验台作为专用的转向架试验装备,其试验能力满足协议性能指标,载荷力测量系统精度满足试验需求,结合所提出的各种试验方法,可以完成转向架关键参数的测定、试验系统的参数辨识以及具有较高试验效率的循环迭代复现试验,能够有效地完成对车辆在轨运行工况的模拟,是成功的试验设备,落成运行以来为我国新型转向架以及轨道交通行业的技术进步做出了较大的贡献,产生了显着的经济效益和社会效益。
黎孟珠[6]（2021）在《用角加速度测量物体转动惯量的实验方法》文中进行了进一步梳理经研究发现测量物体转动惯量使用被测物体的振动周期,转动惯量与振动周期的平方成正比,二者之间非线性关系,在提高测量精度与优化测量方法工作中未见有降低二者之间的幂而获得线性关系的数学模型。国基项目为了提高转动惯量的测量精准度,探索出的数学模型深奥,算法繁杂。虽然航空航天检测部门的最新专利成果中有启蒙式利用标准块校正转动惯量提高检测精度与效率的尝试,但未推导、合理应用线性数学模型,转动惯量只能在小量程内近似标定,同时形成精确探测与定距呈反方向的关系,限制了测量精度与效率。本文利用角加速度与转动惯量形成正比的数学关系,推导出数学模型可以依据需求而设置测量精度,理论上可以任意设置测量精度。
董成林[7]（2020）在《一种新型五自由度混联机器人的参数化建模与集成设计方法研究》文中研究指明本文密切结合我国高端装备制造中对大型构件现场加工的重大需求,系统研究了一种高性能五自由度混联加工机器人的构型创新、参数化建模与性能评价,以及基于综合性能驱动的设计理论与方法,并开展了与这些研究内容相关的实验验证工作。全文取得了以下创新性成果:（1）构型综合、优选与机构创新从分析平面运动链的共面约束入手,提出一种综合一类过约束1T2R（T——平动,R——转动）并联机构构型的新方法,具有可视性好、简单直观,易于工程技术人员掌握等优点。提出了按照末端位姿能力恰当性、支链结构力学合理性、装备可重构性等遴选适合制成加工机器人模块的选型准则。根据上述构型综合方法和选型准则,创造性地发明了一种新型五自由度混联机器人——Tri Mule,具有模块化程度高、可重构能力强等优点,可用于搭建形式多样的机器人化作业单元与制造系统,应用前景广阔。（2）参数化建模与性能评价将旋量理论与结构力学有机结合,提出了一套Tri Mule机器人运动学、刚体动力学、静刚度及弹性动力学参数化建模方法,所建模型具有列式简洁且力学意义清晰的优点。在此基础上,针对加工用机器人的多种性能需求,利用矩阵奇异值理论和模态分析理论,建立了一套评价1T2R机构与整机系统运动学和动力学性能的评价指标体系,并借助响应面分析全面清晰地揭示出关键参数对系统局部和全域性能的影响规律,进而为指导Tri Mule机器人整机系统的集成设计提供了重要的理论依据。（3）基于综合性能驱动的设计理论与方法提出了主参数驱动、层次化和局部性能替代等设计策略,为降低Tri Mule机器人系统的设计复杂度和提高设计效率提供了一套行之有效的设计思路。在此基础上,采用主参数驱动的关联设计、子系统静刚度匹配与CAD-CAE信息交互等设计思想和设计手段,提出了一种兼顾工作空间/机构体积比、加减速能力和静动态特性等多种性能的优化设计方法,形成了一套集机械结构方案设计、关键参数优化设计、综合性能快速预估与驱动器参数选型于一体的Tri Mule机器人数字样机设计体系和设计流程,进而为工程样机的开发奠定了坚实的理论基础。利用本文提出的设计理论与方法,成功研制出Tri Mule-600机器人工程样机。实验研究结果表明,该机器人任务空间/机构体积比达到2.7;末端参考点最大线速度和线加速度达到60 m/min和1G;末端参考点切向最小静刚度与整机系统一阶固有频率在任务空间80%内优于2.1 Nμm和24 Hz。所开发的工程样机综合性能优良,已在铝合金薄壁结构件镜像铣削、铝合金/复材/钛合金叠层构件螺旋铣孔等应用中得到了验证。本文研究成果对丰富和发展混联机器人的设计理论与方法,促进我国高性能机器人化加工装备的自主创新和工程应用具有重要的理论意义和实用价值。
王昊[8]（2019）在《基于主动转动惯量驱动系统（ARID）的悬吊结构摆振控制理论与试验研究》文中提出结构的振动普遍存在,通常情况下,振动对结构自身具有不利的影响,振动控制技术在减轻振动,降低振动对结构的不利影响方面具有非常重要的作用。被动控制技术的应用非常广泛,随着电子技术的进步,主动控制、半主动控制等技术也发展迅速,在一些振动控制问题中发挥了不可替代的作用。振动控制技术已经在土木、机械、航空航天等领域得到了广泛的应用。悬吊结构的摆振是一种典型且常见的运动形式,根据吊点与结构运动方向的关系主要分为3种基本形式:平动悬吊模式、转动悬吊模式以及平动与转动耦合悬吊模式。大量的研究和实践证明,常见的振动控制装置,如调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper,TMD）、主动质量阻尼器（Active Mass Damper,AMD）,在控制结构的平动运动方面具有良好的控制效果。对于悬吊结构的振动控制问题,TMD、AMD等传统的控制装置在平动悬吊模式的摆振控制中控制效果较好,但是在转动悬吊模式的摆振控制中基本无效。本文作者的前期工作提出了一种用于结构回转摆振控制的调谐转动惯量阻尼器（Tuned Rotary Inertia Damper,TRID）,通过在结构上附加具有转动惯量的质量体,在质量体与结构间设置扭转弹簧,构成控制系统,并通过理论分析及试验证明了TRID系统对悬吊结构转动悬吊模式以及平动与转动耦合悬吊模型摆振控制的有效性。但是,TRID系统存在悬吊结构摆幅较小时不能正常启动、TRID小型化装置存在时间滞后效应等问题。本文基于文献提出的TRID控制系统的概念,提出了主动转动惯量驱动控制系统（Active Rotary Inertia Driver,ARID）概念,该系统通过电机驱动转动惯量质量圆盘发生回转运动,从而产生抑制结构摆振的力矩。建立了ARID系统在悬吊结构吊点激励作用下系统的运动模型,通过理论分析、数值模拟以及模型试验,研究系统在悬吊结构摆振运动控制中的有效性和可行性。第二章研究了ARID的基本概念和理论模型,验证了ARID系统的有效性和可行性。首先在TRID系统的基础上,根据主动控制的理念,提出了ARID系统的基本概念模型;建立了ARID摆振控制的简化分析模型,根据朗格朗日方程,建立了ARID系统摆振控制的运动方程,基于分析模型进行主动控制LQR算法匹配设计;然后进行了ARID系统在悬吊结构吊点激励作用下系统性能的验证,建立了Simulink数值计算分析模型,对比了ARID系统和TRID系统的控制效果;最后,从能量的角度深入挖掘了ARID系统的作用机理,进一步研究ARID系统在悬吊结构摆振运动控制中的有效性和可行性。第三章研究了系统参数对控制效果的影响规律,基于力学分析模型利用Simulink进行了ARID控制系统参数分析,比较了系统参数（控制算法参数、悬吊结构长度比、激励频率、转动惯量比、质量比）对控制效果的影响并研究了影响的规律及最优取值区间,更进一步研究了系统在摆振运动控制中的性能,为系统优化参数设计提供了理论依据。第四章介绍了小比例悬吊结构ARID振动台试验系统的设计。为了检验ARID控制系统的性能,验证数值计算模拟及参数分析的正确性,设计了一套小比例悬吊结构ARID单轴振动台试验系统。系统采用Quanser振动台,ARID系统的驱动器选用Maxon公司生产的直流电机。通过振动台在吊点处对悬吊结构施加不同的激励,在吊点处安装光电编码器采集结构的摆角。第五章分析了ARID系统的试验及数值分析结果的对比。在前期工作提出了主动转动惯量驱动控制系统（ARID）概念,进行ARID系统理论模型建立、参数分析和试验系统设计的基础上,本章通过模型试验,研究了系统参数对控制效果的影响规律,更进一步研究了系统在摆振运动控制的性能,进行了自由衰减、强迫振动等一系列验证试验,并进行了针对参数分析结果的验证试验,为系统优化参数设计提供了理论依据。第六章针对ARID系统,考虑多类型灾害源激励结构的单一灾害振动控制机理,通过理论分析、数值模拟以及振动台模型试验,系统全面研究ARID系统在悬吊结构多类型灾害源激励结构摆振响应的控制方案及其控制性能,从机理上证明ARID系统对多类型灾害源激励结构摆振响应控制应用的可行性。
李隆[9]（2019）在《基于液黏传动的机电液耦合系统动态匹配特性及控制策略研究》文中指出液黏传动被广泛应用于风机、水泵的无级调速和刮板输送机、带式输送机的软启动,具有过载保护、冲击小、高效率和高可靠性等特点,对大功率设备的节能起着重要的作用。本文针对矿用重型刮板输送机,围绕可控启动装置的转矩特性、匹配特性、控制策略及功率平衡等关键技术难题,对基于液黏传动的刮板输送机机电液耦合系统的动态匹配特性和控制策略进行理论分析和试验研究,以期达到利用电机峰值转矩和转动惯量实现重载启动、改善启动性能和多机驱动功率平衡的目的。针对可控启动装置的转矩特性,建立了纯油膜剪切阶段变黏度下摩擦副油膜剪切转矩模型,分析了油膜剪切阶段的流场特性和工作油流量变化对油膜剪切转矩的影响规律;基于混合摩擦阶段油膜压力模型和微凸峰接触压力模型,得到了混合摩擦阶段的转矩特性。结合驱动电机和齿轮传动转矩特性,建立了可控启动装置转矩平衡方程,得到了液黏传动在启动过程的瞬态转矩特性,为软启动匹配特性和控制规律研究提供理论依据。为了研究可控启动装置耦合系统的匹配特性,分析了刮板输送机启动工况的载荷特性,揭示了速度变化对刮板输送机启动特性的影响规律。依据建立的可控启动装置启动过程的瞬态转矩模型,得到了重载启动工况的负载转矩以及液黏传动转矩、油膜承载力、油膜厚度和滑摩功率的变化规律。基于改进雷达图法,建立了可控启动装置特性、驱动电机特性和负载特性匹配的评价体系,对刮板输送机不同工况下四种启动速度的匹配方案进行了定量评价,确定了重载工况下S型启动的最优匹配性能。为了提高刮板输送机软启动性能,设计出基于S型启动的液黏传动控制油压上升规律。利用MATLAB和Isight联合仿真建立了软启动性能目标函数优化设计平台,基于可控启动装置启动过程的转矩模型和层次分析法,建立了启动性能优化评价体系,得到了目标函数响应面方程,揭示了启动时间、负载和转动惯量对启动性能的影响规律。采用试验设计与模拟退火算法优化的方法建立了启动时间的优化模型,确定不同工况下的最佳启动时间,对刮板输送机启动性能进行优化。为了研究重型刮板输送机控制策略,建立了刮板输送机、电液伺服控制系统和液黏传动的数学模型,得到了机电液耦合系统的控制模型。利用AMESim和Simulink联合仿真建立复杂机电液系统多物理仿真模型,设计出可控启动装置模糊PID控制算法,分析了电液伺服控制系统动态特性。通过对多机驱动功率平衡影响因素的分析,确定出功率平衡控制方案,对软启动功率平衡性能进行研究。研制了液黏传动试验平台,设计了可控启动装置液黏传动试验包箱和嵌入式智能控制器,分析了液黏传动摩擦副摩擦特性和动态转矩特性,对刮板输送机软启动控制策略进行了试验研究,验证了摩擦副转矩特性理论预测模型的合理性和软启动控制策略的有效性。
罗小龙[10]（2019）在《提高电力测功机系统控制精度的方法研究》文中提出电力测功机是在动力机械的台架测试中提供负载的一类电机。电力测功机系统的摩擦、扰动力矩和速度扰动的存在,降低了系统的控制精度。为了提高电力测功机系统的控制精度,有必要对摩擦力矩、扰动力矩和速度扰动进行有效地补偿。对此,本文的主要研究内容如下所示:1.对电力测功机系统进行了抽象与简化,完成了电力测功机系统的建模及动力学分析。另外,对电力测功机系统的扰动来源进行了分析,并分析了摩擦对电力测功机的不利影响。2.完成了电力测功机的PID速度控制实验,结果表明电力测功机的摩擦力矩、扰动力矩和速度扰动导致力矩波动范围大,速度精度不高。3.针对LuGre模型的常规参数辨识方法精度不高的问题,本文提出了一种LuGre模型参数和转动惯量辨识的新方法,采用了改进型量子行为粒子群优化算法,提高了参数辨识的精度和效率。4.辨识得到LuGre模型参数及总转动惯量后,本文基于LuGre模型和标准化非线性PID（Standardized Nonlinear PID,SNPID）,对电力测功机系统进行摩擦补偿,补偿后速度误差降低。本文提出的SNPID,是一种新型的PID,具有响应快、超调小等优点,具有较好的动态性能。同时,SNPID阶跃响应的静差小,从而能提高电力测功机系统的精度。5.针对速度扰动和力矩扰动大问题,提出了三种扰动力矩补偿方案和一种速度扰动的加权补偿策略,加权补偿分别与三种扰动力矩补偿方法相结合。三种扰动力矩补偿方法分别以常规PID、SNPID和模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）作为控制器,以卡尔曼滤波器作为状态观测器,状态量为测功机系统的主轴转角、角速度和扰动力矩。采用PID控制的扰动补偿方案,引入扰动补偿后,力矩波动范围降低更显着。采用SNPID控制的扰动补偿方案,系统调节时间更短,响应更快。SNPID和MPC控制方案中的测量力矩的波动范围均比PID控制方案小。三种方案中,经扰动力矩补偿后,速度误差降低,力矩波动范围减小,从而提高了电力测功机系统的精度。比较三种方案,本文提出的SNPID控制方案是最优的。
二、转动惯量实验的新方法（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、转动惯量实验的新方法（论文提纲范文）
（1）大功率电气传动系统抗机电扭振控制的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 课题国内外研究现状 |
| 1.2.1 机械传动机电扭振模型的研究 |
| 1.2.2 电气传动系统机电谐振机理与抑制的研究 |
| 1.2.3 观测器控制对机电扭振抑制的研究 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第2章 电气传动机电扭振动力学模型 |
| 2.1 二质量模型的传递函数 |
| 2.2 二质量模型传递函数的谐振表达式 |
| 2.3 二质量模型传递函数的简化形式 |
| 2.4 二质量模型传递函数的增益 |
| 2.5 实例分析 |
| 2.6 机械参数对于传动系统谐振特性的影响 |
| 2.6.1 连接轴弹性系数对传动系统谐振特性的影响 |
| 2.6.2 阻尼系数对传动系统谐振特性的影响 |
| 2.6.3 惯性比对传动系统谐振特性的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 轧机传动系统扭振分析 |
| 3.1 轧机传动系统动力学模型 |
| 3.2 轧机传动系统扭振数学模型的建立 |
| 3.3 轧机传动系统的固有频率计算 |
| 3.4 轧机传动系统扭振的振幅计算 |
| 3.5 轧机传动系统咬钢阶段冲击响应及扭振放大系数TAF |
| 3.6 机械参数对轧机传动系统扭振特性的影响 |
| 3.6.1 各阶固有频率对轧机传动系统扭振特性的影响 |
| 3.6.2 各轴段的TAF对轧机传动系统扭振特性的影响 |
| 3.6.3 咬入时间t_1对轧机传动系统扭振特性的影响 |
| 3.6.4 连接轴弹性系数对轧机传动系统扭振特性的影响 |
| 3.6.5 电机转动惯量对轧机传动系统扭振特性的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 负荷观测器控制谐振特性分析 |
| 4.1 负荷观测器正反馈控制的谐振特性 |
| 4.2 负荷观测器负反馈控制的谐振特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 “虚拟惯量”控制的谐振特性分析 |
| 5.1 “虚拟惯量”控制的提出 |
| 5.2 “虚拟惯量”控制系统的谐振特性分析与仿真实验 |
| 5.2.1 “虚拟惯量”控制系统的谐振特性分析 |
| 5.2.2 “虚拟惯量”控制系统的仿真分析 |
| 5.3 工程实用的“虚拟惯量”控制 |
| 5.3.1 工程实用“虚拟惯量”控制系统的构建 |
| 5.3.2 惯性环节时间常数取值范围 |
| 5.3.3 “虚拟惯量”控制系统的仿真与实验 |
| 5.4 “虚拟惯量”控制的工程应用实例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 “虚拟阻尼”控制 |
| 6.1 “虚拟阻尼”的提出 |
| 6.2 “虚拟阻尼”控制系统的谐振频率分析 |
| 6.3 一种简化的“虚拟阻尼”控制系统 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 .某钢厂3800 可逆中板轧机传动系统 |
| 附录2 .邯郸钢厂的冷连轧机机组参数 |
| 附录3 .电气传动机电扭振试验平台 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 学术论文 |
| 科研项目 |
| 致谢 |
（2）基于换相序技术的电力系统紧急控制方法研究（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 国内外研究现状 |
| 1.2.1 近年来大停电事故及其原因简析 |
| 1.2.2 电力系统紧急控制发展研究现状 |
| 1.2.3 紧急切机控制负效应研究现状 |
| 1.3 总体研究思路 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第2章 换相序技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 换相序提高系统稳定性的理论分析 |
| 2.2.1 基于等面积定则的换相序稳定控制原理分析 |
| 2.2.2 基于能量函数的换相序稳定控制原理分析 |
| 2.2.3 基于球-碗模型的换相序提高系统稳定性机理阐述 |
| 2.3 单机-无穷大系统换相序的有效条件及最优控制策略 |
| 2.3.1 单机-无穷大系统换相序的有效条件 |
| 2.3.2 单机-无穷大系统换相序的最优控制策略 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 换相序装置的设计与试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 换相序装置的结构设计 |
| 3.3 固态断路器的结构设计和选件标准 |
| 3.3.1 固态断路器的结构设计 |
| 3.3.2 固态断路器的选件标准 |
| 3.4 换相序装置的工作过程及可行性分析 |
| 3.4.1 换流过程分析 |
| 3.4.2 换相过程分析 |
| 3.5 换相序装置的样机测试与动模试验 |
| 3.5.1 换相序装置仿真测试 |
| 3.5.2 低压换等级相序装置样机设计 |
| 3.5.3 单机-无穷大系统动模测试平台搭建 |
| 3.5.4 动模试验与结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 换相序冲击分析及对策 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 换相序的冲击计算 |
| 4.2.1 换相序的冲击电流计算 |
| 4.2.2 换相序的冲击转矩计算 |
| 4.2.3 系统承受换相序冲击电流的条件 |
| 4.2.4 系统承受换相序冲击转矩的条件 |
| 4.3 减小换相序冲击的控制方法 |
| 4.3.1 换相序分合闸时机选择 |
| 4.3.2 分相分合闸动作时序设计 |
| 4.3.3 基于快速傅里叶算法的动作时序计算 |
| 4.4 仿真测试与动模试验 |
| 4.4.1 动模试验平台简介 |
| 4.4.2 分相分合闸控制冲击测试 |
| 4.4.3 实验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于EEAC理论的换相序紧急控制方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 EEAC基本理论 |
| 5.3 多机系统中换相序装置安装位置的分析 |
| 5.4 基于EEAC法的换相序紧急控制方法 |
| 5.4.1 故障轨迹求取与换相序机组辨识 |
| 5.4.2 系统稳定性判别与换相序机组最优功角阈值计算 |
| 5.5 仿真验证 |
| 5.5.1 不同算例下控制效果验证 |
| 5.5.2 与紧急切机的控制效果对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于能量函数的换相序紧急控制方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 换相序对系统暂态能量的影响分析 |
| 6.2.1 基于网络简化型模型的电力系统能量函数 |
| 6.2.2 换相序对平衡点的影响分析 |
| 6.2.3 换相序提高系统稳定性的判据 |
| 6.3 基于能量函数的换相序紧急控制方法 |
| 6.3.1 换相序机组搜索方法 |
| 6.3.2 换相序临界能量计算 |
| 6.3.3 基于能量函数的换相序紧急控制方法 |
| 6.4 仿真验证 |
| 6.4.1 两区四机系统算例 |
| 6.4.2 IEEE-10机39节点系统算例 |
| 6.4.3 IEEE-118节点系统算例 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来研究展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）一种新型可控机构式机器人机构的动力学分析与振动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRUCT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究概述 |
| 1.2.1 工业机器人研究概述 |
| 1.2.2 可控机构研究概述 |
| 1.2.3 弹性机构动力学研究概述 |
| 1.2.4 机构振动特性研究概述 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 第二章 新型可控机构式机器人机构的运动分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 新型可控机构式机器人机构的构型与自由度计算 |
| 2.3 新型可控机构式机器人机构运动分析 |
| 2.3.1 正运动学分析 |
| 2.3.2 逆运动学分析 |
| 2.4 新型可控机构式机器人机构速度加速度分析 |
| 2.4.1 速度分析 |
| 2.4.2 加速度分析 |
| 2.5 新型可控机构式机器人机构的工作空间 |
| 2.6 算例 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 新型可控机构式机器人机构的刚体动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 新型可控机构式机器人机构动能的计算 |
| 3.2.1 各杆件的质心位移函数 |
| 3.2.2 各杆件的质心速度方程 |
| 3.2.3 各杆件的动能 |
| 3.2.4 新型可控机构式机器人机构的动能 |
| 3.3 新型可控机构式机器人机构的势能 |
| 3.4 新型可控机构式机器人机构的动力学方程 |
| 3.5 新型可控机构式机器人机构的驱动力矩 |
| 3.5.1 驱动力矩的计算 |
| 3.5.2 杆件截面参数对驱动力矩的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 新型可控机构式机器人机构的弹性动力学模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 梁单元的弹性动力学模型 |
| 4.2.1 梁单元的位移函数 |
| 4.2.2 梁单元运动学关系推导 |
| 4.2.3 梁单元的动能和变形能 |
| 4.2.4 梁单元的运动微分方程 |
| 4.3 系统的弹性动力学模型 |
| 4.4 频率特性分析 |
| 4.4.1 固有频率的计算 |
| 4.4.2 杆件截面参数对固有频率的影响 |
| 4.5 固有频率实验 |
| 4.5.1 基本理论 |
| 4.5.2 实验方案 |
| 4.5.3 结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 新型可控机构式机器人机构的振动特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统的自激惯性力 |
| 5.3 系统动力学方程解耦 |
| 5.4 共振分析 |
| 5.4.1 主共振响应 |
| 5.4.2 组合共振响应 |
| 5.5 算例 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 坐标协调矩阵 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（4）约束变胞机构的冲击动力学特性与参数优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义与来源 |
| 1.2 变胞机构研究现状 |
| 1.2.1 变胞机构结构学 |
| 1.2.2 变胞机构运动学 |
| 1.2.3 变胞机构动力学 |
| 1.2.4 变胞机构应用 |
| 1.3 约束变胞机构构态切换过程研究现状 |
| 1.4 碰撞动力学建模方法研究现状 |
| 1.4.1 冲量-动量法 |
| 1.4.2 连续接触力法 |
| 1.4.3 接触约束法 |
| 1.5 性能指标研究现状 |
| 1.6 参数优化研究现状 |
| 1.7 存在问题与不足 |
| 1.8 主要研究内容 |
| 第二章 约束变胞机构稳态构型下的模块化动力学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 约束变胞机构组成原理 |
| 2.3 主动件动力学模型 |
| 2.4 基本Assur杆组动力学模型 |
| 2.5 扩展Assur杆组动力学模型 |
| 2.5.1 变胞运动副的运动特性分析 |
| 2.5.2 扩展Assur杆组的构态划分 |
| 2.5.3 扩展Assur杆组的动力学分析 |
| 2.6 约束变胞机构动力学的具体求解过程 |
| 2.6.1 初始时刻约束变胞机构的运动学和动力学 |
| 2.6.2 任意时刻约束变胞机构的运动学和动力学 |
| 2.7 约束变胞机构模块化动力学仿真 |
| 2.7.1 平面双层纸板折叠变胞机构 |
| 2.7.2 变胞式精梳机钳板摆动机构 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 约束变胞机构构态切换过程中的冲击动力学模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 约束变胞机构构态切换过程中的冲击及动力学分析 |
| 3.2.1 冲击类型 |
| 3.2.2 Ⅰ类冲击动力学分析 |
| 3.2.3 Ⅱ类冲击动力学分析 |
| 3.3 约束变胞机构冲量求解模型 |
| 3.3.1 接触碰撞模型 |
| 3.3.2 Ⅰ类冲量求解模型 |
| 3.3.3 Ⅱ类冲量求解模型 |
| 3.4 约束变胞机构冲击动力学仿真 |
| 3.4.1 平面3 自由度约束变胞机构 |
| 3.4.2 平面双层纸板折叠变胞机构 |
| 3.5 实验与分析 |
| 3.5.1 冲击动力学测试实验台 |
| 3.5.2 实验过程 |
| 3.5.3 实验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 约束变胞机构内部关节冲击响应分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 变胞运动副冲量求解模型 |
| 4.2.1 Ⅰ类冲击运动系统的变胞运动副冲量求解模型 |
| 4.2.2 Ⅱ类冲击运动系统的变胞运动副冲量求解模型 |
| 4.3 非变胞运动副冲量求解模型 |
| 4.3.1 树系统约束变胞机构系统动力学 |
| 4.3.2 树系统约束变胞机构系统内部冲量求解模型 |
| 4.4 算例仿真 |
| 4.4.1 平面3 自由度约束变胞机构 |
| 4.4.2 平面双层纸板折叠变胞机构 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 约束变胞机构的冲击运动性能评价指标分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 约束变胞机构运动学建模 |
| 5.2.1 树系统约束变胞机构运动学模型 |
| 5.2.2 非树系统约束变胞机构运动学模型 |
| 5.3 速度性能分析 |
| 5.3.1 速度椭球 |
| 5.3.2 全局条件数性能指标 |
| 5.3.3 局部条件数性能指标 |
| 5.3.4 速度性能指标 |
| 5.4 冲击性能分析 |
| 5.4.1 全局冲击性能指标 |
| 5.4.2 局部冲击性能指标 |
| 5.5 动力学性能分析 |
| 5.5.1 冲击动力学性能方程 |
| 5.5.2 动力学操作度椭球 |
| 5.5.3 全局动力学条件数指标 |
| 5.5.4 局部动力学条件数指标 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 基于冲击运动性能的机构参数优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 机构参数优化设计模型 |
| 6.3 平面3 自由度约束变胞机构参数优化 |
| 6.3.1 约束条件及目标函数建立 |
| 6.3.2 优化结果分析 |
| 6.4 平面双层纸板折叠变胞机构参数优化 |
| 6.4.1 约束条件及目标函数建立 |
| 6.4.2 优化结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（5）高速动车组载荷谱复现方法及台架试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 车辆系统动力学研究现状 |
| 1.2.2 轨道车辆专用试验设备研究现状 |
| 1.2.3 系统辨识技术研究现状 |
| 1.2.4 迭代复现技术研究现状 |
| 1.2.5 研究现状综合分析 |
| 1.3 课题来源 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 转向架多功能试验台系统及动力学建模 |
| 2.1 转向架多功能试验台系统组成 |
| 2.1.1 转向架多功能试验台子系统 |
| 2.1.2 转向架多功能试验台坐标系 |
| 2.1.3 转向架多功能试验台位姿运动谱解算系统 |
| 2.1.4 转向架多功能试验台试验数据分析系统 |
| 2.2 模拟半车质量试验装备 |
| 2.3 车辆及模拟半车质量载荷谱复现试验系统动力学建模 |
| 2.3.1 车辆系统垂向动力学建模 |
| 2.3.2 模拟半车质量载荷谱复现试验系统垂向动力学建模 |
| 2.4 MATLAB/Simulink建模仿真及误差分析 |
| 2.4.1 MATLAB/Simulink建模仿真 |
| 2.4.2 仿真结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 转向架多功能试验台测力及驱动技术 |
| 3.1 测力平台测量技术研究 |
| 3.1.1 测力平台结构与安装 |
| 3.1.2 测力平台测量原理 |
| 3.1.3 弹性体加载有限元分析 |
| 3.1.4 测力平台标定试验与维间解耦 |
| 3.2 试验台电液伺服系统设计 |
| 3.2.1 电液伺服控制系统静态设计 |
| 3.2.2 电液伺服控制系统动态设计 |
| 3.3 试验台下运动平台扫频试验及模态试验 |
| 3.3.1 试验台下运动平台扫频试验 |
| 3.3.2 试验台下运动平台模态试验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 转向架参数测定方法及试验 |
| 4.1 转向架悬挂刚度及阻尼参数测定 |
| 4.1.1 转向架悬挂参数测定方法 |
| 4.1.2 转向架悬挂刚度测定试验 |
| 4.1.3 转向架悬挂阻尼测定试验 |
| 4.2 转向架载荷参数测定 |
| 4.2.1 转向架载荷参数测定方法 |
| 4.2.2 转向架载荷参数测定试验 |
| 4.3 转向架转动惯量测定 |
| 4.3.1 转向架转动惯量测定方法 |
| 4.3.2 转向架转动惯量测定试验 |
| 4.3.3 基于转动惯量的转向架重心高度测定新方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 中国高铁轨道不平顺样本重构及复现试验 |
| 5.1 轨道不平顺理论 |
| 5.2 中国高铁轨道不平顺样本重构 |
| 5.3 中国高铁轨道不平顺复现试验 |
| 5.3.1 试验台位姿运动谱的生成 |
| 5.3.2 运动平台位姿测量计算方案 |
| 5.3.3 轨道不平顺复现试验数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于系统辨识理论的载荷谱复现试验 |
| 6.1 模拟半车质量载荷谱复现试验系统传递函数理论分析 |
| 6.1.1 模拟半车质量试验系统G_(sys)传递函数 |
| 6.1.2 输入数据转化过程G_(data)传递函数 |
| 6.1.3 模拟半车质量载荷谱复现试验系统传递函数 |
| 6.2 系统辨识理论及应用 |
| 6.3 模拟半车质量载荷谱复现试验系统传递函数辨识试验 |
| 6.3.1 模型构型选择 |
| 6.3.2 输入信号生成 |
| 6.3.3 基于最小二乘法的系统辨识 |
| 6.3.4 系统模型验证 |
| 6.3.5 参数确定及应用 |
| 6.4 载荷谱复现试验 |
| 6.4.1 载荷谱复现理论 |
| 6.4.2 循环迭代复现试验方案 |
| 6.4.3 恒定误差修正系数载荷谱复现试验 |
| 6.4.4 自适应误差修正系数载荷谱复现试验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）一种新型五自由度混联机器人的参数化建模与集成设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 并联机构的构型综合 |
| 1.2.2 运动学建模与性能评价 |
| 1.2.3 刚体动力学建模与性能评价 |
| 1.2.4 静刚度建模与性能评价 |
| 1.2.5 弹性动力学建模与动态特性评价 |
| 1.2.6 设计理论与方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 过约束1T2R机构构型综合与TriMule机器人概念设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 过约束1T2R并联机构的构型综合 |
| 2.2.1 构型综合策略 |
| 2.2.2 含恰约束从动支链的构型综合 |
| 2.2.3 不含恰约束从动支链的构型综合 |
| 2.3 拓扑构型的筛选准则 |
| 2.3.1 准则一:位姿能力匹配的恰当性 |
| 2.3.2 准则二:支链结构的力学合理性 |
| 2.3.3 准则三:机器人模块的可重构性 |
| 2.3.4 准则四:位置正逆解析解的简易性 |
| 2.4 五自由度混联机器人的概念设计 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 运动学建模与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 坐标系建立 |
| 3.3 位置分析 |
| 3.3.1 位置逆解模型 |
| 3.3.2 位置正解模型 |
| 3.4 工作空间分析 |
| 3.4.1 可达空间解析 |
| 3.4.2 任务空间解析 |
| 3.4.3 任务空间/机构体积比的定义 |
| 3.5 运动传递特性分析 |
| 3.5.1 运动传递模型 |
| 3.5.2 切向与法向运动传递特性的定义 |
| 3.5.3 切向运动传递特性的各向同性条件 |
| 3.6 关键参数对运动学性能的影响规律 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 刚体动力学建模与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 刚体动力学建模 |
| 4.2.1 速度建模 |
| 4.2.2 加速度建模 |
| 4.2.3 刚体动力学模型 |
| 4.3 1T2R机构的加减速特性分析 |
| 4.3.1 简化的刚体动力学模型 |
| 4.3.2 切向与法向加减速特性的定义 |
| 4.3.3 关键参数对加减速特性的影响规律 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 静刚度建模与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 整机静刚度建模 |
| 5.2.1 1T2R机构刚度建模 |
| 5.2.1.1 受力分析与公共约束力系分解 |
| 5.2.1.2 笛卡尔刚度矩阵与界面刚度矩阵间的关系 |
| 5.2.1.3 界面刚度矩阵与元件刚度矩阵间的关系 |
| 5.2.1.4 笛卡尔刚度矩阵与元件刚度矩阵间的关系 |
| 5.2.2 A/C摆角头与整机刚度建模 |
| 5.3 1T2R机构的柔度特性分析 |
| 5.3.1 驱动与约束柔度矩阵的构造 |
| 5.3.2 柔度特性的定义 |
| 5.3.3 参考位形下的柔度特性解析 |
| 5.3.4 参考位形下切向柔度的各向同性条件 |
| 5.3.5 关键参数对柔度特性的影响规律 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 弹性动力学建模与分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 弹性动力学建模 |
| 6.2.1 1T2R机构弹性动力学建模 |
| 6.2.1.1 空间支链的动能和弹性势能 |
| 6.2.1.2 平面混联运动链的动能和弹性势能 |
| 6.2.2 A/C摆角头的动能和弹性势能 |
| 6.2.3 整机弹性动力学模型 |
| 6.3 基于简化模型的动态特性分析 |
| 6.3.1 弹性动力学模型的简化 |
| 6.3.2 关键参数对低阶动态特性的影响规律 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 TriMule机器人的设计理论与方法 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 设计目标与设计策略 |
| 7.3 A/C摆角头的设计 |
| 7.3.1 机械结构设计方案简介 |
| 7.3.2 基于综合性能驱动的主参数设计方法 |
| 7.3.2.1 减速器刚度配置准则 |
| 7.3.2.2 减速器/伺服电机选型 |
| 7.3.3 设计实例 |
| 7.4 1T2R机构的设计 |
| 7.4.1 机械结构设计方案简介 |
| 7.4.2 基于综合性能驱动的主参数设计方法 |
| 7.4.2.1 主参数的定义 |
| 7.4.2.2 主参数与性能评价指标的响应面分析汇总 |
| 7.4.2.3 主参数的优化设计方法与步骤 |
| 7.4.2.4 伺服电机选型 |
| 7.5 整机性能快速预估流程与步骤 |
| 7.6 工程实例 |
| 7.6.1 设计结果与综合性能预估 |
| 7.6.2 综合性能实验验证 |
| 7.6.2.1 位姿能力实验 |
| 7.6.2.2 加减速能力实验 |
| 7.6.2.3 实验模态分析 |
| 7.7 小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 本文创新点 |
| 8.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 1T2R机构的参考位形与尺度参数 |
| 附录 B 响应面模型 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）基于主动转动惯量驱动系统（ARID）的悬吊结构摆振控制理论与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景和意义 |
| 1.2 国内外结构振动控制装置的研究现状 |
| 1.2.1 被动调谐质量阻尼器(TMD)的研究与应用概况 |
| 1.2.2 结构主动控制阻尼器(AMD)的研究与应用概况 |
| 1.3 悬吊结构体系摆振控制的研究现状 |
| 1.3.1 悬吊结构体系建模方法 |
| 1.3.2 悬吊结构体系摆振控制方法 |
| 1.4 调谐转动惯量阻尼器TRID系统的研究现状 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 第2章 基于ARID系统的悬吊结构平面摆振控制的理论建模及分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 ARID系统概念的提出 |
| 2.3 ARID系统控制平面摆振理论建模 |
| 2.4 基于LQR算法求解ARID系统主动控制力 |
| 2.5 ARID系统有效性数值计算验证 |
| 2.5.1 ARID系统理论模型及LQR算法合理性验证 |
| 2.5.2 ARID系统与TRID装置控制效果对比分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于ARID系统的悬吊结构平面摆振控制的参数分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 控制效果评价指标定义 |
| 3.3 LQR控制算法参数对控制效果的影响 |
| 3.4 悬吊结构长度比对控制效果影响分析 |
| 3.5 激励频率对控制效果影响分析 |
| 3.6 转动惯量比对控制效果的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 悬吊结构ARID系统摆振控制试验系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验系统的机械结构设计 |
| 4.2.1 荷载输入装置 |
| 4.2.2 悬吊结构底盘设计 |
| 4.2.3 悬吊结构主体结构设计 |
| 4.2.4 悬吊结构摆条设计 |
| 4.3 系统硬件设计及实现 |
| 4.3.1 旋转动力装置设计 |
| 4.3.2 旋转转动惯量质量盘设计 |
| 4.3.3 旋转转动惯量质量盘与动力装置连接设计 |
| 4.3.4 数据采集反馈装置设计 |
| 4.3.5 线路连接设计(功放、采集卡等) |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 悬吊结构ARID系统试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 初始正弦激励自由衰减工况下的模型试验及分析 |
| 5.2.1 试验分析与讨论 |
| 5.2.2 试验与数值计算转动惯量参数分析验证 |
| 5.3 正弦荷载激励工况的模型试验及分析 |
| 5.3.1 试验分析与讨论 |
| 5.3.2 试验与数值计算激励频率参数分析验证 |
| 5.3.3 控制效果分析 |
| 5.4 地震动激励工况的模型试验及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 ARID系统多类型灾害源激励摆振响应控制鲁棒性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 ARID系统与TRID系统鲁棒性对比 |
| 6.2.1 运动模型对比 |
| 6.2.2 不同激励频率下控制效果对比 |
| 6.2.3 多类型灾害源激励下数值模拟对比分析 |
| 6.3 多类型灾害源激励的ARID系统摆振试验及数值模拟分析 |
| 6.3.1 正弦激励输入下结构自由衰减振动 |
| 6.3.2 正弦激励输入下结构强迫振动 |
| 6.3.3 正弦扫频激励 |
| 6.3.4 模拟地震动El Centro地震波输入 |
| 6.3.5 模拟海洋波浪输入 |
| 6.3.6 试验与数值模拟结果对比分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作 |
| 致谢 |
（9）基于液黏传动的机电液耦合系统动态匹配特性及控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究目的和意义 |
| 1.2 可控启动装置系统概述 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 刮板输送机机电液耦合系统国内外研究现状 |
| 1.3.2 液黏传动动态特性国内外研究现状 |
| 1.3.3 软启动控制策略国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 可控启动装置转矩特性研究 |
| 2.1 液黏传动油膜剪切阶段转矩特性 |
| 2.1.1 油膜剪切阶段流场数学模型 |
| 2.1.2 油膜剪切阶段流场特性 |
| 2.1.3 摩擦副转矩特性 |
| 2.2 液黏传动混合摩擦阶段转矩特性 |
| 2.2.1 油膜承载力模型 |
| 2.2.2 液黏传动微凸体接触模型 |
| 2.2.3 混合摩擦阶段转矩 |
| 2.3 可控启动装置整机模型 |
| 2.3.1 驱动电机模型 |
| 2.3.2 齿轮传动模型 |
| 2.3.3 可控启动装置转矩特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 机电液耦合系统匹配特性研究 |
| 3.1 刮板输送机负载特性分析 |
| 3.1.1 刮板输送机载荷特性 |
| 3.1.2 不同载荷下刮板输送机动力学特性 |
| 3.2 不同启动方案的特性分析 |
| 3.2.1 不同负载下液黏传动软启动特性 |
| 3.2.2 负载匹配方案 |
| 3.2.3 负载和液黏传动匹配特性 |
| 3.3 匹配评价体系 |
| 3.3.1 液黏传动和负载匹配关系 |
| 3.3.2 匹配评价指标 |
| 3.3.3 匹配评价函数 |
| 3.3.4 综合评价结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 刮板输送机软启动性能优化设计 |
| 4.1 液黏传动控制油压控制规律设计 |
| 4.2 预充压阶段启动性能优化 |
| 4.2.1 预充压特性分析 |
| 4.2.2 优化评价指标 |
| 4.2.3 优化模型建立 |
| 4.2.4 预充压启动时间优化 |
| 4.3 启动过程优化评价方法 |
| 4.3.1 优化模型 |
| 4.3.2 评价指标权值 |
| 4.3.3 优化流程 |
| 4.3.4 优化结果分析 |
| 4.3.5 响应面方程 |
| 4.3.6 启动时间优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 重型刮板输送机控制策略研究 |
| 5.1 机电液耦合系统数学模型 |
| 5.1.1 液黏传动数学模型 |
| 5.1.2 电液伺服控制系统数学模型 |
| 5.1.3 刮板输送机数学模型 |
| 5.1.4 可控启动装置驱动系统控制模型 |
| 5.2 可控启动装置控制特性 |
| 5.2.1 可控启动装置的PID控制策略 |
| 5.2.2 PID控制器设计 |
| 5.2.3 控制特性仿真 |
| 5.2.4 仿真结果分析 |
| 5.3 多机驱动功率平衡控制策略研究 |
| 5.3.1 功率平衡影响因素 |
| 5.3.2 功率平衡控制方案 |
| 5.3.3 功率平衡特性研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 试验研究 |
| 6.1 试验目的 |
| 6.2 试验系统设计 |
| 6.2.1 液黏传动试验包箱 |
| 6.2.2 试验传感器布置 |
| 6.2.3 嵌入式智能控制系统设计 |
| 6.3 试验方案 |
| 6.3.1 试验台工作原理 |
| 6.3.2 摩擦副动态特性试验 |
| 6.3.3 控制规律试验 |
| 6.4 结果分析 |
| 6.4.1 摩擦副动态特性试验 |
| 6.4.2 软启动控制规律试验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（10）提高电力测功机系统控制精度的方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 测功机研究背景与意义 |
| 1.2 测功机的国内外研究现状 |
| 1.3 电力测功机研究现状 |
| 1.3.1 电力测功机控制技术 |
| 1.3.2 电机控制算法的研究现状 |
| 1.3.3 基于解析模型的摩擦补偿方法 |
| 1.3.4 扰动补偿方法 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第2章 电力测功机系统模型与扰动分析 |
| 2.1 电力测功机系统结构 |
| 2.2 电力测功机系统动力学模型 |
| 2.3 电力测功机系统扰动来源分析及摩擦的不利影响 |
| 2.4 电力测功机速度控制实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于LuGre模型的测功机系统摩擦补偿 |
| 3.1 LuGre模型 |
| 3.2 QPSO算法及相关理论 |
| 3.3 基于QPSO的参数辨识 |
| 3.3.1 静态参数辨识 |
| 3.3.2 动态参数及总转动惯量辨识 |
| 3.4 微分量估计 |
| 3.5 SNPID控制器及相关理论 |
| 3.6 基于LuGre模型的电力测功机系统摩擦补偿 |
| 3.7 稳定性分析 |
| 3.8 误差分析 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 电力测功机系统扰动力矩补偿和速度扰动补偿 |
| 4.1 卡尔曼滤波器 |
| 4.2 基于PID和卡尔曼滤波器的电力测功机系统建模 |
| 4.3 基于PID和卡尔曼滤波器的电力测功机系统扰动补偿 |
| 4.4 基于SNPID和卡尔曼滤波器的电力测功机系统扰动补偿 |
| 4.5 MPC算法及相关理论 |
| 4.6 基于MPC和卡尔曼滤波器的电力测功机系统建模 |
| 4.7 基于MPC的扰动补偿 |
| 4.8 误差分析 |
| 4.8.1 PID控制方案 |
| 4.8.2 SNPID控制方案 |
| 4.8.3 MPC控制方案 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文及参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、转动惯量实验的新方法（论文参考文献）
- [1]大功率电气传动系统抗机电扭振控制的研究[D]. 王津. 冶金自动化研究设计院, 2021(01)
- [2]基于换相序技术的电力系统紧急控制方法研究[D]. 李轶凡. 华北电力大学(北京), 2021
- [3]一种新型可控机构式机器人机构的动力学分析与振动特性研究[D]. 彭思旭. 广西大学, 2021(12)
- [4]约束变胞机构的冲击动力学特性与参数优化研究[D]. 宋艳艳. 天津工业大学, 2021
- [5]高速动车组载荷谱复现方法及台架试验研究[D]. 张益瑞. 吉林大学, 2021(01)
- [6]用角加速度测量物体转动惯量的实验方法[J]. 黎孟珠. 大学物理实验, 2021(01)
- [7]一种新型五自由度混联机器人的参数化建模与集成设计方法研究[D]. 董成林. 天津大学, 2020(01)
- [8]基于主动转动惯量驱动系统（ARID）的悬吊结构摆振控制理论与试验研究[D]. 王昊. 青岛理工大学, 2019(02)
- [9]基于液黏传动的机电液耦合系统动态匹配特性及控制策略研究[D]. 李隆. 太原理工大学, 2019
- [10]提高电力测功机系统控制精度的方法研究[D]. 罗小龙. 天津大学, 2019