基于BP模糊神经网络PID控制的牵引绞车张力控制研究

传统的船基收放系统中的牵引绞车一般采用速度控制方式,导致在船舶升沉作用下负载至牵引绞车之间的缆绳张力不断震荡,最终可能造成缆绳损坏,甚至断裂等问题。分别设计了基于PID、模糊PID、BP模糊神经网络PID的牵引绞车张力控制器来进行缆绳张力控制仿真。通过仿真发现,相较于其他两种控制器,所建立的BP模糊神经网络PID控制器在不规则波及不同负载下的缆绳张力控制精度最高,系统平稳、无超调,且在受到干扰时动态响应速度最快。     

绕弯机电液伺服系统的智能控制

在自控张力绕弯机当中,采用电液伺服系统取代传统的力输出系统,提供绕弯件加工过程中的作用力。由于在电液伺服系统当中,电液力控制系统的输入和输出关系是典型的非线性关系。所以,建立了一套上下位机结合的数字计算机控制系统结构,应用BP神经网络,实现电液力的智能控制。试验结果表明,所设计的电液伺服控制系统加载精度高、稳定性好、工作可靠。     

潜水器恒张力收放绞车系统的建模与仿真

在潜水器收放过程中，要求收放绞车具有恒张力控制功能，减小由于波浪起伏对潜水器的冲击、本文根据液压系统的流量连续性方程，建立恒张力收放绞车泵控液压马达系统的数学模型，并对该系统进行了仿真分析，仿真结果表明：该系统能够满足实际的作业工况，且具有良好的动态和稳态工作性能。仿真结果为收放系统的设计提供了依据     

考虑多变负载扰动的电液系统速度追踪控制北大核心CSCD

成形速度是影响金属成形性能的关键因素之一。为了提高成形速度的稳定性,改善金属成形质量,考虑电液系统多变负载扰动,构建了电液系统动力学模型。对成形过程中的不同工况进行了负载模拟,建立了表征系统不同阶段特性的动力学分段子模型。通过引入边界层函数代替符号函数设计了切换控制律,对多变负载扰动增加补偿项。基于鲁棒反馈线性化控制提出了统一切换控制策略。通过仿真和实验对比,分析了统一切换控制、PD控制、鲁棒控制在不同负载状态及不同成形速度下的系统响应。结果表明:统一切换控制可以提高系统速度控制的精度和鲁棒性,验证了统一切换控制策略对多变负载扰动抑制的有效性。     

海洋平台张力释放绞车锚泊定位系统研究

以海洋平台锚泊系统为研究对象,设计张力释放绞车的机械机构与液压系统,计算张力释放绞车关键零部件参数并选型。推导基于储缆绞车减张力释放装置液压马达转角、力矩传递函数,以及锚泊系统多台绞车协调位移-力特性,采用微分先行PID控制策略结合MATLAB仿真,分析储缆绞车对减张力释放装置液压马达转角、力矩控制的影响,多台绞车的位移-力的输出特性。仿真结果表明：储缆绞车对张力释放装置的阶跃信号转角控制、正弦信号力矩控制影响较小,但张力释放装置则极大地减少了外力对储缆绞车的冲击。不同的阶段各系泊绞车主次切换,可实现对船舶或者潜器位置控制。     

水下拖曳升沉补偿负载模拟加载系统的设计

提出并设计了一种水下拖曳升沉补偿负载模拟加载系统,通过张力模拟信号发生器对水下拖曳升沉补偿系统的负载理论值进行实时计算,采用电液比例溢流阀控制液压马达驱动加载液压绞车实现对升沉补偿系统的加载.应用Simulink工具建立了液压加载系统的仿真模型,并对其性能进行了仿真研究.仿真结果表明,该负载模拟加载系统能够对水下拖曳升沉补偿系统的负载进行准确模拟.     

多线切割机线锯系统张力预补偿控制与试验

针对多线切割机线锯缠绕换向和往复走丝加工硬脆材料，导致线锯张力变化影响加工精度的问题，提出一种新的张力预补偿控制策略。首先通过自主研发的多线切割机和张紧轮系统，研究线锯在导轮两侧的张力变化规律。然后根据线锯张力波动对张紧轮角位移的影响得出张紧控制系统的预补偿模型，结合伺服系统三环架构，设计基于可编程运动控制器的多线切割张力预补偿控制器，进行张力预补偿控制与伺服系统自带的传统PID控制下的张力波动与速度跟随性能测试和试验验证，试验结果表明张力预补偿控制下线锯张力波动差值更小，线锯系统稳定性更好。     

60MN水压机电液伺服系统自抗扰控制研究

介绍了60 MN水压机电液伺服系统的组成及工作原理,针对电液位置伺服系统负载变化的复杂性,在分析了负载特性的基础上,提出了自抗扰的控制策略以提高电液伺服系统的可控性和鲁棒性,并对自抗扰控制器进行了结构分析与设计。最后采用MATLAB/Simulink建立了水压机电液伺服控制系统整体仿真模型,对不同负载变化频率下的自抗扰控制效果进行了仿真研究,结果表明:与PID控制器相比,自抗扰控制不仅提高了电液位置伺服系统的响应速度,有效地降低了系统的超调量,而且增强了控制系统的鲁棒性。     

基于HNC控制器的执行器电液位置速度复合控制与应用

针对执行器控制系统的高速、高精度要求且便于工程应用,提出基于HNC100的电液位置速度复合控制方法,保证执行器高速运动下定位精度高且超调小、运动过程速度可控,进而提高系统性能或产品质量。将HNC内置的两种控制模式即高速制动模式和位置闭环控制模式,分别应用于不同的速度与负载工况。高速制动控制模式适用于负载变化较小的高速精确定位工况,实现先开环、后闭环的制动控制,且具有速度修正功能,可有效调整过程速度;位置闭环控制模式适用于负载变化较大的场合,可预先对运行过程的位置与速度曲线进行预设,实现全程位置闭环控制,即可同时保证位置与速度精度。结合HNC控制器和现有实验设备,进行类比试验,结果表明：在不同速度与负载工况下,采用合适的HNC内置控制策略,可获得良好的控制性能,且调试简便,工程适应性强。     

热连轧液压活套压力控制的改进

以热连轧液压活套系统为研究对象,对活套的张力控制原理和电液控制系统进行了研究和分析,并且在液压缸的压力PI控制器中加入了补偿控制等改进措施,并以马钢2 250 mm热轧精轧产线为试验平台,投入功能以及对控制参数进行了校正,提升了活套张力控制的稳定性。     

带非线性环节的液压活套控制系统

为了获得更好的控制效果,根据液压活套控制系统实际工作情况及力学分析,建立带非线性环节的对象模型,并按照实际控制系统设计实现了基于规则的变结构控制器。根据活套高度的偏差量,在两种控制方式之间切换,以保证张力的恒定,从而减少张力波动对带钢厚度及宽度的影响。该控制方法已在实际的热轧现场得到了普遍应用,并取得了很好的控制效果。仿真结果也表明了该方法的有效性。     

系留气球系统牵引绞盘结构设计及其力学分析

针对承受系留气球系统主要载荷的牵引绞盘缺乏设计理论依据的问题,阐述了牵引绞盘张力释放原理。采用微分法和叠乘法,构建了绞盘的力学模型,得到了张力衰减的规律和数学方程,分析了缆绳张力的衰减系数。结果表明:缆绳张力衰减的效果只与缆绳总包角α、当量摩擦因数μ以及离心张力Tc有关;α和μ越大,张力衰减效果越好,但过大的α和μ会降低缆绳寿命,加剧绞盘承载不均;较大的Tc会降低衰减效果,但有利于绞盘均衡承载;合理的衰减系数有利于缆绳张力释放均匀。根据分析结果,完成了绞盘的结构设计与有限元仿真,对牵引绞盘的设计具有一定的工程指导价值。     

直驱绞车型升沉补偿系统模拟实验台液压系统的研究

提出了一种基于直驱容积控制用来模拟绞车型升沉补偿系统的实验台方案,利用AMESim软件搭建了该系统的模型,确定了系统的结构和参数,设计了一个伺服电机调速控制和变量泵调排量联合控制器和能量计算器,并对其补偿特性仿真分析和整个系统的能量值计算。结果表明:该系统具有良好的补偿特性,所提出的实验方案可行,控制器的设计能够较好地实现直驱联合控制。能量值计算表明复合控制相对单一的伺服调速控制或单一变排量控制具有明显节能效果。这一成果为实验台的搭建提供了参考。     

新型带式输送机液压张紧装置的设计

为了保证带式输送机零部件的工作寿命以及运输作业的安全性,必须对带式输送机的重要部件——张紧装置做进一步的研究。设计一种新型液压张紧装置,该液压张紧装置通过液压控制部分、张紧力检测部分和电控部分实现张紧力大小的实时调整,能够满足长距离带式输送机在启、制动和正常运行时胶带对张紧力的需求。     

海缆埋设机吊放拖曳装置拖缆绞车试验研究

介绍了某研究所研制的海缆埋设机吊放拖曳装置的性能指标、组成、原理、工作模式等,阐述了其中关键部件拖缆绞车的缆绳张力关系与试验过程,通过对现场试验数据的分析,总结出阻力的变化规律,为下一步该装置在海上环境下应用提供了依据。     

推移机构液压控制系统设计及动态特性仿真研究

分析推移机构液压系统的工作原理,在此基础上设计了推移机构液压控制系统。根据液压原理图,介绍推移机构液压控制系统的工作过程及主要执行部件。在AMSim中建立分析模型,运行仿真得到液压系统的动态特性。依据仿真结果,提出改进现有系统动态性能的措施,弥补了原有设计的不足。     

基于双观测器的多电机卷绕系统切换滑模控制

针对多电机卷绕系统存在的强耦合、张力控制精度低、易受扰动影响等问题,提出一种基于非线性扰动观测器和张力观测器的切换滑模控制方法。以永磁同步电机作为系统的驱动机构,设计非奇异快速终端滑模控制器来实现对电机转速的控制,并设计非线性扰动观测器来估计系统的参数摄动,将估计值用于前馈补偿;对于系统的张力环,采用带有切换函数的自适应滑模控制器,切换函数可以使系统状态更快到达滑模面;并设计张力观测器来精确观测张力大小。仿真实验结果表明：与传统的控制策略相比,所设计的控制策略提高了系统的响应速度、跟踪精度和鲁棒性。