差分磁罗盘与速率陀螺组合航向系统设计

提出了差分磁罗盘概念,分析了其用于动态罗差识别时的可行性。以C8051F005为核心,组建了方案验证所需的差分磁罗盘与速率陀螺实验系统。实验结果表明,在识别率大于50%,错误率小于15%前提下,动态罗差识别精度为8 ～10 ,说明差分磁罗盘能有效提高系统对动态罗差的识别率与在组合系统数据融合算法中磁罗盘测量信息的可信度。     

摆式列车线路信息检测系统动态补偿

为了改善基于陀螺平台的摆式列车检测系统的动态特性，用最小二乘法及其改进算法，建立了描述陀螺平台系统动态特性的差分数学模型，并对其动态特性进行了分析．在此基础上，采用零极点匹配法设计了相应的动态补偿数字滤波器．仿真结果表明，用所设计的数字滤渡密对陀螺平台系统进行动态补偿，能使超高信号的延时小于0．4s，满足摆式列车实时倾摆控制的需要．     

船舶消除磁罗经自差的“人为航向法”

船舶磁罗经是重要的助航仪器,其剩余自差过大时（一般指50以上时）对船舶安全航行的影响应该引起高度重视。船舶磁罗经自差的主要来源是B／λ和C／λH等两个半圆白差力对罗盘磁针的作用,采用“人为航向法”消除磁罗经自差,对于中小型船舶来说是一种既简捷又实用的有效方法。     

网络控制系统的模糊动态调度算法研究

针对多回路的网络控制系统,本文同时考虑系统误差和误差变化率,设计了一种基于神经网络的模糊动态调度算法.该算法根据系统中各回路的误差和误差变化率,利用神经网络模糊控制的方法实时调整各回路的优先级,从而实现对网络控制系统的调度.最后,利用TrueTime工具箱建立了包含模糊动态调度器的网络控制系统仿真模型,并将其与RM和EDF调度算法进行对比.仿真结果表明,在相同的网络带宽占用条件下,本文所设计的模糊动态调度算法相比于RM和EDF调度算法,产生的网络诱导时延更小,且具有较好的控制性能.     

小型固态航向姿态系统的设计与应用

随着科技的发展，航向测量系统日益小型化、智能化。小型HPR－1固态航向姿态系统就是在这种背景下研发出来的，以Honeywell公司的HMR3300数字罗盘为核心，内含单片机，外带手持显示控制器的航姿系统。该系统不仅可以完成对航向、倾斜、俯仰等航姿信号的实时采集，而且可以在进行误差补偿之后提供多路满足用户需求的数字量和模拟量的输出。该系统具有体积小、重量轻、精度高、可靠性高和使用灵活等特点，可以应用于无人机导航、车辆、轮船的航向测量等多个领域。     

基于RBF神经网络优化模糊规则的USV自适应模糊滑模控制

针对USV运动航向控制问题,利用基于Lyapunov稳定性理论的滑模控制方法设计USV航向控制律.考虑到USV运动系统具有不确定性,利用具有万能逼近性能的模糊系统对USV运动模型中不确定项及外界干扰项进行模糊逼近.为了进一步提高模糊系统的逼近性能,采用具有学习能力快的RBF神经网络对模糊系统进行在线学习,优化模糊规则.仿真结果表明基于RBF网络优化的模糊控制该算法能够实现USV航向连续稳定跟踪.     

船舶航迹迭代非线性滑模增量反馈控制算法

分析了带有状态变量及控制输入约束条件的欠驱动船舶航迹控制问题,结合增量反馈技术,对控制系统输出进行动态非线性滑动模态分解迭代设计,提出了一种基于分解迭代非线性滑模的船舶航迹增量反馈控制方法,以避免定常干扰引起的稳态误差及变结构控制的抖振问题,无需对不确定风、流干扰以及模型参数进行估计,能够同时稳定船舶的航向和航迹。应用“育龙”轮的系统模型进行了仿真,结果表明,控制器对系统参数摄动及外界干扰不敏感,具有强的鲁棒性,且其设计参数物理意义明显,易于调节。     

船舶航向非线性系统的动态面控制

针对船舶航向控制非线性系统模型中存在的不确定性和外界干扰的影响,采用动态面控制算法设计了一种航向控制器。由于在反步法设计过程中加入了一阶低通滤波器使得该方法无需对模型非线性多次微分,因而设计方法简单,所设计的控制器能够保证闭环系统的半全局渐近稳定,使得输出渐进跟踪期望轨迹。数字仿真结果表明,控制系统对给定航向的跟踪具有良好的动态特性,对系统的不确定性,具有较强的鲁棒性。     

船舶操纵运动的模糊自适应控制系统

船舶操纵运动控制过程中,由于转向角度可任意设置,系统的航向偏差和偏差变化率有时可能会很大。本文在进行船舶操纵运动模糊控制设计中,为使系统工作平稳,研究了一种根据系统工作过程中的偏差和偏差变化率自动校正比例因子的算法,以实现船舶航向自适应控制。同时为满足系统的稳态性能,该系统中不宜采用模糊了ＰＩ控制器。仿真结果显示了该系统设计的合理性。     

船舶航向不对称信息理论与非线性逆推鲁棒控制算法

应用不对称信息理论和鲁棒控制算法简化非线性逆推算法,针对非线性船舶航向保持系统,设计了其Backstepping逆推控制器,由非线性函数项和常规线性控制器组成,将简化的Back-stepping法与闭环增益成形算法相结合,设计其非线性鲁棒控制器。通过非线性鲁棒控制器的控制能够使船舶无超调、无静差地跟踪设定航向,调节时间为600 s,符合船舶航行的实际情况,控制效果良好;当系统增加干扰后,系统的控制输出除了因干扰产生的抖动外,其跟踪性能仍然较好,航向输出无静差,说明控制器具有一定的鲁棒性;是否全部对消非线性项,对其控制效果相差不大,说明当模型发生参数摄动时,系统的控制性能仍能保证。     

基于遗传算法的磁性目标磁模型

磁性目标形体复杂,磁化不均匀,目前一般采用逆方法拟合测量数据,从而建立其磁模型.文中以系数矩阵的条件数为目标函数,利用遗传算法搜索磁偶极子的位置,同时监测拟合误差,使得目标函数达到最优的同时,拟合误差也满足要求.实测数据的建模结果表明,用该方法建立的磁场模型精度高,对测量误差不敏感,具有很强的鲁棒性.     

磁性磨粒光整加工中磁性磨粒的特性及型号编制

作为磨具的磁性磨粒是实现磁性磨粒光整加工技术的必要条件和关键因素,但由于多种原因,目前已经成为制约该技术进入实际应用阶段的技术瓶颈．根据磁性磨粒光整加工的定义,通过分析磁性磨粒的构成和要求,按照不同的构成特点及制备工艺等对磁性磨粒进行分类并编制型号,以方便使用和管理,并为磁性磨粒综合性能评价体系的建立、标准的制定以及磁性磨粒的批量化生产和市场化应用奠定基础,加速磁性磨粒光整加工的实用化进程．     

汽车磁粉离合器磁场的仿真研究

汽车磁粉离合器的研究与应用对于改善汽车传动系统的工作性能具有重要意义。磁场的分析与设计是磁粉离合器设计的关键,也是设计的难点所在。文章采用Matlab软件的PDE工具箱对汽车磁粉离合器的磁场进行了仿真分析,并对磁粉腔的磁场进行了求解。     

磁性磨粒光整加工中磁性磨粒的特性及型号编制

作为磨具的磁性磨粒是实现磁性磨粒光整加工技术的必要条件和关键因素,但由于多种原因,目前已经成为制约该技术进入实际应用阶段的技术瓶颈．根据磁性磨粒光整加工的定义,通过分析磁性磨粒的构成和要求,按照不同的构成特点及制备工艺等对磁性磨粒进行分类并编制型号,以方便使用和管理,并为磁性磨粒综合性能评价体系的建立、标准的制定以及磁性磨粒的批量化生产和市场化应用奠定基础,加速磁性磨粒光整加工的实用化进程．     

永磁吊的磁路计算

根据磁场叠加原理,用计算机计算了所设计的大吨位永磁吊的磁路,以找出最佳的设计尺寸,指导实践。     

磁悬浮列车

磁悬浮技术起源于20世纪中叶的德国,到20世纪70年代磁悬浮列车才逐步实验成功.磁悬浮列车的技术系统由车辆、控制、驱动、轨道梁及土建工程几部分组成.它是用电磁吸力或斥力克服车辆重力和产生过弯道时的导向力,以电磁力将列车浮起,实现不触地、不带燃料的地面"飞行".     

基于磁性目标磁场模型的在线磁定位研究

在磁性目标运动参数未知、磁探头存在姿态角的情况下,使用单个三轴磁探头的在线测量数据,利用遗传算法良好的全局搜索能力,基于单旋转椭球体模型对磁性目标进行定位计算,以解的稳定性判断代替定位解正确与否的在线判断,完整实现了一种在线磁定位算法,计算结果表明定位准确、判断可靠.     

Design of Braunbeck Coil for Nuclear Magnetic Resonance Gyro Magnetic Field Excitation

For generating a uniform and steady magnetic field, Helmholtz coil is extensively used in nuclear magnetic resonance gyro (NMRG). Unfortunately, the volume of Helmholtz coil makes it inconvenient to miniaturize NMRG. This study introduces Braunbeck coil that can be used in magnetic field excitation system. Braunbeck coil can produce homogeneous magnetic field within a limit space, and occupy a small volume. In addition, this study presents mathematical expressions that can be used to calculate the area of uniform magnetic field. Experimental test verifies the effectiveness of the proposed design, and the results accord closely with the actual simulation.     

基于漏磁补偿的混合电磁铁磁力修正研究

电磁永磁混合磁铁的悬浮磁力具有强非线性特点,与磁铁结构密切相关,而现有混合磁铁磁力解析计算公式忽略了磁路漏磁等因素影响,在实际计算中存在较大误差. 针对这一问题,建立了两种常用混合磁铁结构的磁路模型,分析了边缘磁通分布、磁路漏磁对磁铁工作磁路的影响,推导了两种混合磁铁的磁路方程及相关磁阻,提出了一种新的混合磁铁磁力修正计算方法,最终通过有限元分析对两种结构的混合磁铁磁力进行了验证. 研究结果表明:由于悬浮气隙较大,电磁永磁混合磁铁在电磁力计算中漏磁影响不能忽略;采用本文磁力修正公式计算,两种混合结构电磁力误差分别降低为3.8%和8.3%.      

基于不等磁路面积设计方法的磁轴承刚度

磁悬浮转子需同时满足抗干扰与共振隔离需求,为了从磁悬浮轴承结构角度奠定设计基础,基于磁悬浮轴承结构参数对支承刚度的影响,对高刚度磁悬浮轴承设计方法展开研究. 首先,通过磁悬浮轴承刚度解析式推导,分析磁悬浮轴承结构参数对支承刚度的影响因素,确定支承刚度优化方向;其次,提出高刚度磁悬浮轴承设计方法,分析支承刚度的优化效果;最后,通过转子固有频率测试及压缩机升频实验,验证所提出方法的可行性. 结果表明:在压缩机样机中,磁悬浮轴承采用不等磁路面积结构,在齿轭宽度比为1.2时,可使轴承在最恶劣工况,即对应最大控制电流时,支承刚度较常规等磁路面积结构提高了25%,压缩机在工况运行区间有效避免共振,为工程应用中磁悬浮轴承刚度优化设计提供参考.