电液控制系统控制策略研究分析

本文从系统稳定性的角度出发，研究分析对电液控制系统所采用的控制算法：从经典的PID控制方法人手，结合Fuzzy控制方法，采用智能Fuzzy—PID协同控制策略，使系统具有较好的快速性和较高的控制精度。     

磁悬浮无刷直流风力发电机Fuzzy-PID分级控制研究

磁悬浮系统是典型的非线性迟滞系统,难以建立精确的数学模型,应用常规PID控制难以取得良好的控制效果.为解决这一难题,针对磁悬浮系统设计出了Fuzzy-PID分级控制器,它结合了模糊控制超调小、稳定性和鲁棒性好以及PID控制快速性、精度高的优点;同时是一种无固定阈值无触点的切换方式,基于模糊规则的切换保证了两种控制方式间的平稳过渡,因而具有良好的跟踪设定值能力和较好的抗干扰能力.通过Matlab软件进行了磁悬浮无刷直流发电系统仿真,仿真结果表明,Fuzzy-PID分级控制增强了系统的抗干扰能力,具有很强的鲁棒性.     

前馈-改进型PID复合控制策略的研究

针对PID反馈控制快速性和稳定性二者之间的矛盾,在分析各种改进型PID控制方法和前馈控制性能的基础上,提出一种适用于工业过程控制场合的带前馈改进型数字式PID位置复合控制方法。通过仿真实验对比表明:采用该前馈-改进型PID复合控制方法可显著提高控制系统的稳定性、快速性和准确性。在PMAC运动控制卡上的应用也说明该控制方法可满足基本的稳、快、准控制要求。     

磁悬浮系统模糊PID控制器设计

以五自由度磁悬浮轴承系统为研究对象,介绍了该系统的组成和工作原理,通过分析磁悬浮轴承系统对控制器的要求,针对该系统的开环不稳定和非线性特点,根据模糊控制技术,采用模糊算法和PID控制相结合的方法,通过对系统过渡过程模式的在线识别,对PID参数进行自整定,设计磁悬浮轴承系统的Fuzzy-PID非线性控制器.实验证明,与传统的线性PID控制器相比,模糊PID控制器具有较好的控制性能和动态特性,应用于五自由度主动磁悬浮轴承系统,实现了转子的稳定悬浮和旋转,满足系统的回转精度要求.     

Fuzzy-PID在反重力铸造液面加压控制系统中的应用

由于反重力铸造过程的时滞性、不确定性、复杂性,难以建立精确的数学模型。因此采用不依赖于数学模型的PID控制算法,而传统PID存在动态性能差、稳定恢复时间长、容易出现超调的缺点。为了实现对复杂系统的精确控制,引入Fuzzy控制,将二者结合起来,设计了Fuzzy-PID混合控制算法。该控制算法继承了PID控制无静差、静态性能好的特点,同时又兼有Fuzzy控制适应能力强,动态性能好的优势。实践证明,该控制算法对参数变化适应性好,抗干扰能力强,适合应用在反重力铸造液面加压控制系统中,并取得了良好的控制效果。     

电液比例位置控制系统的研究

电液比例位置控制系统是非线性、时变性严重的一种系统,且具有变流量死区、变流量增益的特性.单纯采用线性PID控制器难于协调快速性和稳定性之间的矛盾.基于LabVIEW平台,针对电液比例位置系统具有死区非线性的特点,设计模糊控制器,并与PID控制算法进行比较.实验结果表明:模糊控制通过对比例阀死区的补偿,基本消除了液压缸运动的不对称性,并且在快速性、准确性以及稳定性方面优于传统的PID控制,改善了系统的性能.     

基于双模控制的电液位置伺服系统研究

以控制某型喷浆机器人枪杆旋转的电液位置伺服控制系统为研究对象，根据该系统要求响应速度快、控制精度高的特点，采用Fuzzy—PID双模控制技术对该系统进行控制，利用Simulink对并联Fuzzy—PID控制方法进行仿真，并对仿真结果进行分析。     

电液伺服系统Bang—Bang＋Fuzzy—PID复合控制研究

针对电液伺服系统模型的不精确、不确定及负载扰动大等特点,结合Bang-Bang控制、Fuzzy控制和PID控制,采用了一种复合控制策略.阐述了控制器的设计过程并在MATLAB/SIMULINK中进行了仿真,结果表明:复合控制器在抗扰能力、快速性、动态跟踪品质和控制精度等方面均具有良好的性能.最后,分析了这种控制器存在的不足和改进的方法,确定了后续研究的方向.     

基于液压调平大阻尼系统的模糊PID控制研究

某高空作业平台自动调平系统存在调整时间长、响应速度慢的问题。为改善一般位置随动系统的性能,针对该系统的大阻尼特征,设计了常规PID控制算法。通过仿真实验,获得一组较优控制参数,使得系统响应快速性得到改善,但也存在超调过大的缺陷。为进一步优化系统,将模糊控制与PID控制结合,设计了一种模糊PID控制器。仿真分析结果表明:应用该模糊PID控制器,系统的调整时间与超调量都得到了明显优化。     

磁悬浮电主轴的模糊控制策略研究

建立了五自由度磁悬浮电主轴试验系统,利用MATLAB工具箱分别仿真分析了模糊自适应PID和不完全微分PID控制策略对系统动态性能的影响,设计制作了基于TMS320F28335DSP的数字控制器硬件电路,分别编写了模糊自适应PID和不完全微分PID控制软件,完成了系统的高速旋转试验,对磁悬浮电主轴在两种控制策略下的同频振动和回转精度进行了对比研究。研究结果表明,采用模糊自适应PID控制策略可以提高磁悬浮电主轴的稳定性和回转精度。     

龙门移动式数控机床磁悬浮系统的同步控制

文章提出了采用磁悬浮技术来消除龙门移动式数控机床中移动部件与静止导轨之间存在的摩擦。针对外界扰动引起的横梁两端悬浮高度不一致性问题进行研究,采用模糊自整定PID控制策略来抑制横梁的扭斜现象。这种控制方案将两磁悬浮系统的位置偏差信号作为模糊自整定PID控制器的输入,通过反馈补偿控制,实现横梁两端的同步悬浮。仿真结果表明,此控制方案抗干扰性能强,动态过程同步误差小,从而能够较好地满足被控对象对高精度的要求。     

基于FPGA的汽车主动悬架模糊自适应PID控制器设计

为改善乘车舒适性,建立1/4主动悬架模型,提出模糊自适应PID控制策略,并基于FPGA平台,应用VHDL语言在RTL级上实现模糊控制。该PID控制器以车身垂直速度的误差及误差变化率作为模糊控制器的输入,根据模糊规则推理,对PID参数进行在线优化,利用MATLAB/Simulink对模糊自适应PID控制器进行仿真。结果表明:具有模糊自适应PID控制器的主动悬架在提高车辆舒适性方面明显优于被动悬架。最后,采用FPGA设计方法,对模糊控制器的主要模块进行设计。     

基于直线音圈电机运动平台的线性自抗扰控制研究

运动平台是机床设备中重要的组成部分,广泛使用的机械导轨式运动平台定位精度难于突破微米级,摩擦是影响机械导轨式运动平台定位精度的主要原因。为解决摩擦作用导致的运动平台动态性能难以提升的问题,针对直线音圈电机运动平台设计了一种线性自抗扰控制器。将PD控制器和带模型信息的扩张状态观测器相结合,带模型信息的扩张状态观测器可以根据控制输入量和位置误差估计出平台运动过程中受到的摩擦力,并在控制输入量中进行补偿。该观测器很好地补偿了摩擦扰动,从而提高了系统的鲁棒性和跟踪性能。仿真实验表明：该线性自抗扰控制器与PID控制器相比,可有效提高直线音圈电机运动平台的动态性能。     

模糊PID控制器在液压万能试验机上的应用

液压万能试验机是一种典型的非线性时变系统，如单独采用常规PID控制器或模糊控制器对试验过程进行控制，很难获得好的控制效果。本文设计了一种模糊PID控制器，将其应用在液压万能试验机的改造上，仿真和实际应用证明该控制器有较好的应用效果。     

燃料电池空压机气磁悬浮系统的协同控制研究

针对燃料电池空压机目前存在的驱动和支承问题,提出一种箔片动压轴承和动力磁轴承一体化的气磁悬浮型空压机。基于空压机的结构组成,建立空压机磁悬浮支承力、气悬浮支承力以及空压机转子动力学数学模型;基于燃料电池空压机转子系统动力学模型的状态空间方程,设计抗干扰强的协同控制器,并对它进行了转速、驱动转矩、转子悬浮位移以及电磁调节力等关键物理量的仿真分析。结果表明：协同控制在响应、抗干扰以及鲁棒性方面的控制优于PID控制。基于协同控制和PID控制建立了控制实验平台,并对空压机转子的气磁悬浮进行分析,进一步验证了协同控制具有优良的控制效果和良好的控制性能。     

基于自适应遗传算法优化的模糊PID控制在实验轧机中的应用研究

轧机板厚控制系统是一个具有非线性和时变特性的复杂系统,采用普通PID控制往往难以取得满意的控制效果。针对Hille 100实验轧机,建立其简化的数学模型,并采用模糊PID控制策略对其进行控制。模糊控制规则是模糊PID控制器设计的关键,采用自适应遗传算法(AGA)对其进行优化。仿真结果表明:优化后的模糊PID控制器具有更好的动态响应特性,控制效果得到了进一步改善。     

基于Smith-模糊控制算法的橡胶挤出机料筒温度控制系统研究北大核心

为提高橡胶挤出机料筒温度控制系统输出响应的动态与稳态性能,并在干扰作用下使系统输出稳定在目标值,采用智能算法结合PID控制原理,设计一种Smith预估算法结合模糊控制算法与PID控制的控制器,用于橡胶挤出机料筒温度控制。利用MATLAB软件建立控制器仿真模型,与增量式PID和模糊PID控制器的控制效果进行对比。结果表明:在干扰作用下,Smith-模糊PID控制使得料筒温度控制系统输出稳定在目标值;采用Smith-模糊PID控制器的料筒温度控制系统鲁棒性强,将该控制器应用于橡胶挤出机料筒温度控制,可以在一定程度上提升挤出半成品质量和挤出机械的智能化水平。     

基于LabVIEW的盾构推进系统模糊PID控制

介绍了盾构推进液压系统的工作原理,并建立了推进液压缸的数学模型。利用LabVIEW提供的模糊逻辑工具箱设计了一种Fuzzy-PID控制算法。以LabVIEW为仿真平台,分别采用常规PID和模糊PID对系统进行了仿真分析,仿真结果表明该Fuzzy-PID控制器具有较强的抗干扰能力和鲁棒性,有较好的动、静控制精度。     

模糊自适应PID在数控进给伺服系统的应用

数控机床的进给伺服控制是复杂的机电耦合系统,因其存在参数时变、负载扰动以及电机的非线性等缺点,很难为其建立准确的模型。模糊Fuzzy控制具有无需建立被控对象的数学模型、鲁棒性好等优点但稳态精度差,将模糊控制和PID控制相结合,设计了模糊自适应PID控制器,并将此应用于数控伺服系统的控制中,该控制器具有较完善的控制性能。仿真实验的结果表明,采用该模糊自适应PID控制器具有较高的稳定精度,较强的鲁棒性。