斜坡补偿电流模式控制开关变换器的动力学建模与分析

电流型控制是开关变换器控制方式的主要发展方向。论述峰值电流控制和平均电流型控制的工作原理及电路的主要特点。针对平均电流型控制电路,给出了系统稳定性的设计方法。

采用电流模式控制是移相控制零电压开关pwm变换器(ps-zvs-pwm变换器)实现稳压源控制的模式之一。对该控制模式进行分析研究,并提出克服电流型控制模式主要缺点的方法。

传统的电压控制模式的并联均流技术易导致系统误报警。为了解决这个问题,采用电流控制代替电压控制模式。文章介绍了电流模式控制的工作原理;进行了系统小信号建模分析;同时设计了系统控制器;最后通过仿真验证了系统分析和设计的合理性。

通过hypermesh软件,对实体模型简化、单元类型选取、网格划分等建模关键技术进行了研究,建立了跷板式开关装置的有限元模型;并通过ls-dyna软件对开关工作过程作了虚拟仿真和动态力学分析,得到了开关工作时各构件的应力变化图,得出了触点间接触压力随时间的变化规律。为开关的结构优化做了前期准备。

0序言采用数字电流模式控制可以克服模拟电流模式pwm控制器的许多局限性。开关电源(smps)中的数字电流模式控制提供了许多功能:晶体管峰值电流保护、消除磁性元件中的磁场"棘轮效应"、输入电压变化抑制和简单的控制回路补偿等。实现电流模式控制会带来另一个好处,即使

基于修正的固定界面子结构模态综合法———craig-bampton法,利用多体系统动力学仿真分析软件msc.adams与有限元分析软件msc.nastran完成对双连杆柔性机械臂动力学建模,进行了运动学仿真分析,并且与刚性臂运动相比较,对柔性机械臂末端运动振动信号进行了频谱分析。分析结果表明,这种方法在多柔体系统建模和分析中是精确和高效的。

针对重型自卸汽车的开发,应用多体动力学分析软件adams建立了自卸汽车数字化模型,进行了随机路面下的平顺性仿真试验,综合评价了自卸汽车驾驶员舒适性能。

动力固定是一种全新的浮桥固定方法,具有重要的实际应用价值.提出把整个浮桥系统作为研究对象,建立了分置式动力固定浮桥的动力学模型,对浮桥的运动进行了分析,按照动力固定控制系统要求对模型进行简化.由于浮桥系统的复杂性,考虑到动力舟在实际使用中容易发生故障,提出将系统在动力舟失效情况下的容错控制问题转换为lmi的可行性问题,设计浮桥的鲁棒h∞容错控制系统,以浮桥模型试验测得的水阻力等外界干扰力为依据,对浮桥动力固定特性进行数学仿真.仿真结果证明了建模方法的正确性,同时,说明当动力舟发生故障时,所设计的鲁棒h∞容错动力固定控制系统能够有效地保持浮桥的横向稳定性.

开关变换器建模、控制及其控制器的数字实现

为了获得开关dc-dc变换器的最优数字谷值电流(dvc)控制技术,研究了电感电流连续模式下dvc控制开关dc-dc变换器的工作原理,对比分析了采用前缘、后缘、三角前缘和三角后缘4种调制方式的dvc的占空比算法,并分析了各种算法的稳定性.在此基础上,对dvc控制开关dc-dc变换器的时域特性进行了仿真和试验研究,结果表明,采用后缘调制的dvc控制开关dc-dc变换器具有最优的负载瞬态特性,超调电压为62mv,响应时间为1.118ms.

进入锅炉的给水中如果含有氧气,将会使给水管道、锅炉设备及汽轮机通流部分遭受腐蚀,缩短设备的寿命。除氧器的主要作用是用它来除去锅炉给水中的氧气及其他气体,保证给水的品质。目前,对于除氧器动态数学模型已有比较成熟的研究。由于现场工况复杂,除氧器全工况数学模型也比较复杂,不易理解。也有基于simulink搭建的仿真模型,但内部机理不够直观。系统动力学仿真采用流量存量图来构建模型,不仅简洁直观,而且能够体现系统内部各变量之间的相互关系,这也是将其应用于电厂建模与仿真上的优势。

对具有大范围运动特性的柔顺关节并联机器人开展了动力学建模、特性分析、控制策略设计及动态性能分析等研究。基于伪刚体法,研究柔顺关节特性,建立含大变形柔顺关节的系统模型,应用拉格朗日方法建立了系统动力学方程。为补偿柔顺关节引起的系统振动、未建模动态以及惯性参数摄动造成的模型误差,设计趋近律滑模控制策略并证明了其稳定性。仿真结果验证了动力学模型和控制策略的有效性。

本文首先介绍了几种常用的开关电源电流检测方法,并分析了这些电流检测方法的不足之处。在此基础上,本文重点介绍了不需要电流检测电路的无传感器电流型控制方法。通过以boost变换器为例对无传感器电流型控制原理以及无传感器电流型控制的斜坡补偿问题进行的详细分析研究发现,对控制环路中的误差放大器输出信号提供具有适当斜率的补偿斜坡,可使系统获得更优的环路稳定性。

本文以双连杆机械臂为对象,针对这一类非线性的机械模型对象,利用拉格朗日法对被控对象进行运动学建模,以便于根据模型设计各种不同的控制器,不仅使双连杆机械臂系统具有良好的稳态和暂态性能,同时也保证了系统具有较好的鲁棒性。笔者通过仿真实例验证了所给结果的有效性,为机械臂的控制提供了一种新的思路。

对走钢丝机器人姿态的模糊滑模控制问题进行了研究。在静力学分析的基础上,利用拉格朗日方法建立了走钢丝机器人的动力学模型,为克服模型的强非线性和模型参数难以测量等实际难题,基于合理的假设,简化出适合于模糊滑模控制技术的系统模型,并根据所建立的模型设计了模糊滑模控制器。matlab仿真表明,所提出的控制策略有较好的跟踪效果。为了进一步验证控制策略的可行性,进行了实物样机的实验验证,实验和仿真结果基本吻合。

针对磁悬浮开关磁阻电机这一多变量、非线性、强耦合系统解耦控制时逆动力学模型难以获取的问题,提出一种基于最小二乘支持向量机的逆动力学建模与解耦控制方法。介绍磁悬浮开关磁阻电机工作原理,给出悬浮力和转矩的动力学模型,分析模型的可逆性。在此基础上,结合最小二乘支持向量机拟合与逆模解耦线性化特点,研究磁悬浮开关磁阻电机的最小二乘支持向量机逆动力学建模与解耦控制方法,给出逆动力学建模与优化过程,设计前馈和反馈环节对系统进行复合控制。仿真及实验结果表明:逆动力学模型实现了系统的解耦线性化,复合控制系统具有良好的动态和静态性能。

考虑电弧的物理参数以及电磁、热和辐射等现象,通过对商用计算流体力学软件fluent进行二次开发,建立了空气开关电弧等离子体的二维磁流体动力学(mhd)数学模型。然后仿真分析了电弧半径、电场强度与电流之间的关系,以及外部磁场对电弧运动过程的影响。同时完成了相关的实验研究。结果表明随着电流的增大,电弧半径将受到器壁宽度的限制;电流对电场强度的影响很小;外部磁场在加速电弧运动的同时,产生的"磁压"会导致电弧高温区不断被压缩以及局部压力的升高。

主要研究了往复式活塞隔膜泵动力端滑道磨损故障的动态特性。笔者借助于-接触二状态模型,对隔膜泵动力端的滑道磨损进行了动力学建模,并作了数值仿真,研究了不同磨损间隙时的动态特性,绘制了庞加莱截面图,并求取了系统最大李雅普诺夫指数。研究表明:当滑道磨损时,系统处于混沌状态,且随着磨损量的增加混沌程度增加,系统的动力学响应也有所增加,可以用最大李雅普诺夫指数进行滑道磨损程度的监控。

用拉格朗日方法对创新的3ptt型水平滑块式三杆并联机器人机构进行了动力学建模,为该机器人的控制提供了基础·还利用动力学模型对该机器人的可操作性和动力学特性进行了分析,分析结果证明,该机器人在工作空间内部,其加速特性和动态特性良好,而在工作空间边缘,加速特性和动态特性变差·滑块驱动力随平台重量增加而增加,加速时间应适当,且磨削力对滑块驱动力也有影响·该新型并联机器人动力学性能良好,具有很好应用价值·

索结构因其轻、柔及高强度等特性被作为受拉构件广泛应用于工程领域.一方面,环境载荷激励下索结构产生了复杂的大幅动力响应,给结构带来危害;另一方面,索结构是一个同时含有平方和立方非线性的典型力学系统,具有非常丰富的非线性动力学行为.因此,索动力学的研究受到了工程界和力学界的广泛关注,产生了大量的研究成果.本文尝试从索结构动力学建模、非线性内共振分析、支座运动激励下的索动力学以及复杂环境载荷作用4个方面对索动力学研究进行总结,并讨论目前研究的局限性.

索结构因其轻、柔及高强度等特性被作为受拉构件广泛应用于工程领域.一方面,环境载荷激励下索结构产生了复杂的大幅动力响应,给结构带来危害;另一方面,索结构是一个同时含有平方和立方非线性的典型力学系统,具有非常丰富的非线性动力学行为.因此,索动力学的研究受到了工程界和力学界的广泛关注,产生了大量的研究成果.本文尝试从索结构动力学建模、非线性内共振分析、支座运动激励下的索动力学以及复杂环境载荷作用4个方面对索动力学研究进行总结,并讨论目前研究的局限性.

根据boost型三电平开关变换器工作原理,在低频、小信号、小纹波假设条件下,利用状态空间平均法和欧拉公式建立了从控制到输出的数学模型,由于其数学模型存在右半平面的零点,系统成为非最小相位系统。根据非最小相位系统的特点,设计了超前-滞后补偿网络对系统进行串联校正,实验结果良好的动、静态性能验证了数学模型和控制策略的合理性,为其他三电平开关变换器的分析和设计提供了理论依据。