離心機再次開疆擴土運用到航天領域

發布時間：

2017-05-09

概要：

離心機

　　上海盧湘儀離心機儀器有限公司在離心機系統模型的基礎上,設計了一種基于自適應魯棒控制的離心機控制系統,它對離心機系統和電機具體參數的不確定性非線性變化與外界各種振動搖擺以及空間氣動力學的干擾力矩的敏感性較低,可以補償非線性不確定變化量及干擾力矩的影響,改善系統的響應特性,進步系統自適應能力,因此具有較好的魯棒性。筆者提出的控制算法在離心機系統平臺上進行試驗,用試驗結果驗證了這種方法的有效性。盡管高速旋轉時外界各種環境狀況和吊艙負載的變化不同,對系統的影響很大,但離心機控制系統仍表現出滿足的控制性能?？梢栽陔x心機正常工作時，方便、迅速地測出轉速及溫度等重要參數，與其它方法相比具有較強的實用性和安全性。
　　離心機是醫療和科研中的一項重要設備，其中，超速離心已成為一種不可缺少的重要技術，它不但能分離純化某一物質，而且還可以分析、測定他們的一些物理、化學參數，例如研究沉降系數、分子量、擴散系數、分子的大小和形狀等。因其工作參數(轉速、溫度)的準確與否直接關系到醫療和科研工作的質量，如提取的樣品純度、分層效果及梯度密度離心是否能達到要求、是否能保持樣本的活性等，所以對離心機的主要參數進行測試顯得尤為必要。離心機的測試主要包括轉速、溫度、離心半徑、噪音等參數，其中轉速及溫度是測試重點和難點。
　　離心機由拖動計算機組成,完成將上級傳來的命令值與用傳感器丈量的離心機實際旋轉角速度和角加速度值進行比較得到誤差,計算機對此誤差用自適應魯棒控制算法處理,得到控制信號Ｕａ(ｔ)后經可控硅功率放大控制伺服系統驅動電動機,轉動大臂架和吊艙正確按照期看的角速度曲線變化。為了改善離心機的控制性能和穩定性,進行了離心機的自適應魯棒控制系統研究;基于電動機與離心機相連的結構,設計了控制器以期得到滿足的控制性能;首先提出了一種基于自適應魯棒控制器的離心機控制系統,針對離心機模型設計了自適應魯棒控制算法;試驗結果證實了該控制算法的有效性;在環境條件不同的情況下,離心機控制系統仍表現了滿足的控制性能。
　　隨著航空航天產業的發展,離心機的用途越來越廣泛。離心機系統可以通過高速旋轉產生幾十倍重力加速度的超重環境,可在地面模擬練習航天員和飛行員的身體承受能力,檢驗儀器設備的性能指標。早期的離心機控制系統由模擬分立元件組成,性能已不能滿足如今新一代航空航天飛行器的要求。離心機控制系統固然是全數字式的,但控制算法采用的還是經典的ＰＩＤ控制,設計中往往回避了系統中參數不確定性變化和外界環境帶來的干擾力矩的影響因素,因而對系統參數不確定性變化與高速運行中的振動、搖擺、負載變化和空間氣流等帶來的干擾力矩沒有好的抑制作用。離心機控制系統所擔負的是對時效性要求較高的任務,它需要在高速旋轉時能正確跟蹤各種不同類型變化的加速度曲線,以便獲得期看的超重環境。

關鍵詞：

離心機的種類繁多

離心機針對常規問題的改進提升