带补偿因子的双模糊控制在电液伺服阀控非对称缸系统上的应用研究

为解决电液伺服阀控非对称缸系统在进行对称运动时由于液压缸的非对称性带来的控制非对称问题,提出一种含补偿因子的双模糊控制算法。以电液伺服阀控非对称缸系统为对象,针对非对称液压缸在两个运动方向上动态特性的非对称性问题,采用含补偿因子的模糊控制器进行补偿。同时,针对负载力大范围变化的特点,采用模糊PID控制算法来适应负载的变化。模糊PID控制器及含补偿因子的模糊控制器以经过跟踪微分器处理的误差及误差的微分作为输入,模糊PID控制器输出为PID控制器各项系数,含补偿因子的模糊控制器输出为补偿因子,结合模糊PID控制器,形成有效解决非对称液压缸非对称性问题的控制方法。仿真和试验结果表明,提出的控制方法能够有效解决电液伺服阀控非对称缸系统的控制非对称性问题,并拥有良好的控制效果。     

液压伺服系统建模与模糊自适应PID控制研究

液压伺服系统中存在非线性、参数变化、外负载干扰等问题,这些特点和问题很大程度上影响了液压伺服系统的性能。传统的PID控制在解决高精度非线性控制问题时效果不理想,一种模糊自适应PID控制方法被提出。针对液压阀控非对称缸系统,该文分析并建立了阀控非对称缸位置控制系统的动态数学模型。基于MATLAB仿真软件,将传统PID控制策略与模糊自适应PID控制策略分别应用于阀控非对称缸的位置控制中,进行仿真研究。仿真实验结果表明,采用模糊自适应PID控制器系统能克服传统PID控制器的局限性,且具有较强的鲁棒性,较好的动态品质以及较高的控制精度。     

基于高斯过程的阀控非对称液压缸模型预测控制

针对阀控非对称液压缸系统在采用PID控制器进行位置闭环控制时,存在液压缸活塞位置超调和由伺服阀阀芯切换导致控制效果差的问题,设计了基于高斯过程的非线性模型预测控制器。采用高斯过程回归训练得到阀控非对称缸系统的离散数学模型,通过求解二次规划问题,控制器输出最优序列。仿真结果表明,该机器学习方法有效估计了位置增量中噪声的标准差,预测输出更接近真实值;在多约束条件下能有效提高系统响应时间,保证活塞位置无超调,位置控制精度满足0.1 mm。     

电液位置伺服系统的三维模糊PID控制

建立了阀控非对称液压缸的动力学模型，其推导过程可以用于任意电液位置伺服系统的数学建模；把模糊控制理论引入了伺服系统，设计了三维模糊PID控制器，基于Matlab／Stimulink软件平台进行了可视化仿真，改善了系统静动态性能和响应速度，为今后多输入一多输出问题的研究提供了可行的思路和方法。     

电液比例阀控缸速度控制系统的建模与仿真

基于电液比例控制技术,针对位置控制系统提出了一种控制液压缸运行速度的方法,将活塞的速度控制通过离散的精确位移来实现,建立了阀控非对称液压缸控制系统的数学模型,采用积分分离PID控制算法,利用Matlab/Simulink模块对系统进行了仿真,验证了这种方法的可行性,并且系统在低频段动态响应比较理想,控制精度能够满足一般液压控制系统的需求.     

扩轧管电液伺服系统非线性建模与控制

为了研究阀控缸机构的非线性对电液伺服系统控制性能的影响,以钢管生产过程中的扩轧管电液伺服系统为背景,首先通过分析非对称比例(伺服)阀的电信号输入到阀芯位移和阀芯位移到非对称液压缸活塞位移输出过程的非线性特性,建立非对称阀控非对称缸机构的非线性数学模型以描绘实际系统;其次根据实际系统模型的级联性特点,提出了一种融合定量反馈控制理论和扰动估计理论的非线性控制策略,实现了对负载运动和负载压力非线性的分级控制;最后以常规PID控制为基础,对提出控制策略的有效性进行相应的仿真和实际控制对比.结果表明,该控制策略具有更好的系统稳态和动态响应性能,可应用于解决工程实际问题.     

阀控非对称缸电液伺服系统控制策略研究

为克服阀控非对称液压缸电液伺服系统的本质非线性,改善系统的动态性能,根据液压缸活塞杆的不同运动方向分别给出相应的三维模糊控制器来控制该系统,在实验中使用压力反馈的方法来提高系统的阻尼比,实验表明这种方法不仅有效地解决了系统的不对称性,而且顾系统的动态性能。     

基于模糊PID控制策略的液压缸试验台设计

为了满足液压缸尺寸范围大的测试要求,设计了综合性能测试实验台。油源系统采用双泵容积调节供油回路,加载系统采用比例溢流阀加载,搭建了基于上下位机的测控系统及基于LabVIEW的数据采集系统。为满足换向压力稳定性要求,设计了模糊PID的压力控制器,为满足速度需求,速度控制器采用给定速度积分生成期望位移,基于速度前馈的模糊PID位移控制策略来保证运行速度。结果验证了模糊PID控制在耐久性试验中的有效性,同时满足试验台对压力、速度跟踪性能要求。     

电液伺服系统同步控制研究

该文以电液伺服系统的常用执行机构阀控非对称缸为研究对象,对同步对顶伺服系统进行分析和试验研究,建立同步控制系统位置扰动型力学模型,提出位置闭环-力跟随控制策略,通过试验实现了对试件的同步夹持,并提出模糊PID自适应控制,提高了控制精度。     

三维模糊控制在电液位置伺服系统中的应用

建立了阀控非对称缸电液位置伺服系统动力学模型 ,推导过程可以用于任意电液位置伺服系统的数学建模 ;把模糊控制理论引入了伺服系统 ,设计了三维模糊控制器 ,基于MATLAB SIMULINK软件平台进行了可视化仿真 ,表明了三位模糊控制器的实质是一个变结构的自适应PID控制器 ,为今后研究多输入 -多输出提供了可行的思路和研究方法     

液压提升式升船机主提升系统同步控制建模与仿真研究

为提高液压提升式升船机主提升系统的同步动态响应和控制精度,提出一种自整定模糊PID方案。建立了主提升缸电液比例同步控制系统模型,设计了自整定模糊PID 控制器,利用AMESim Simulink联合仿真平台,分别对液压伺服系统中的机械液压部分和控制部分进行建模。通过改变主提升缸初始速度差、负载黏性阻尼系数等参数,比较了常规PID控制器和自整定模糊PID控制器作用下,系统的动态特性和控制精度。结果表明,自整定模糊PID控制器相对常规PID控制器,抗干扰能力强,调节过程平稳快速,具有较强的鲁棒性。     

基于模糊理论的双缸液压系统同步控制研究

针对双缸液压系统中液压缸的同步运动控制问题,基于模糊控制理论建立了对称双缸液压系统的模糊前馈控制器,从液压缸运动和同步控制角度展开了控制设计研究,并开展实例模拟研究。结果表明在模糊控制作用下液压缸活塞运动的位移具有很好平滑性,两个液压缸之间的运动同步误差控制在15 mm以内,验证基于模糊理论的双缸液压系统同步控制设计的可行性。     

基于电液伺服系统的多绳缠绕式提升机浮动天轮主动调绳性能研究

在多绳缠绕式超深矿井提升机运行过程中,采用基于电液伺服系统的浮动天轮主动调绳装置,调节钢丝绳的张力。根据浮动天轮主动调绳装置的结构和原理建立阀控缸液压伺服系统的数学模型,设计了电液伺服系统的模糊自适应PID控制器,提出了一种基于模糊自适应PID控制的电液伺服系统实现浮动天轮主动调绳的控制方法,并建立了相应的数字仿真模型,以不同扰动频率的正弦函数输入模拟钢丝绳的振动,分析了液压缸的动态特性。仿真结果证明了采用模糊自适应PID控制方法的电液伺服系统浮动天轮主动调绳装置的有效性。     

电液伺服系统RBF神经网络滑模控制

针对阀控液压缸位置伺服系统非线性导致模型参数确定困难及干扰问题，在分析三阶位置控制的电液控制系统原理及模型的基础上，引入神经网络的RBF 径向基控制模型和自适应滑模算法，同时考虑了非1负反馈参数，建立了基于RBF 神经网络滑模控制的电液伺服控制系统数学模型。通过选取合适的Lyapunov 函数，分析了系统稳定性，解决了参数未定及挠动情况下的电液伺服系统控制器设计问题。仿真结果证明，所设计的控制器使系统的输出对给定信号的跟踪精度高，响应快，具有较强的鲁棒性。     

油茶果采摘机阀控液压马达模糊神经网络PID控制

推摇式油茶果采摘机在作业机构作业时,需要保证振动液压马达恒定转速输出,以保证油茶果能够顺利通过推摇振动从树枝脱落,对此,推导了推摇式油茶果采摘机阀控振动液压马达系统的状态空间方程,并在传统增量式PID控制原理的基础上设计了模糊径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络PID控制方法。采用MATLAB/Simulink仿真软件对液压系统在空载和5 s带载工况进行仿真,并与传统PID控制和模糊PID控制方法进行比较和分析。仿真结果显示,传统PID控制和模糊PID控制响应速度较慢、鲁棒性较差;而采用模糊RBF神经网络PID控制方法响应速度快、鲁棒性强,能够很好地满足振动液压马达恒定转速输出的要求,并且能够灵活地在线调整PID的3个参数,控制精度较高。     

被动式电液伺服加载系统复合控制方法研究

研究了基于新型补偿结构和非线性PID控制器的被动式电液伺服加载复合控制方法.提出了将加载马达输出轴角位移作为输入信号的多余力矩前馈补偿方案,在有效抑制多余力矩的同时降低了系统阶次.研究了一种带调节因子的非线性PID控制器,克服了常规PID控制器难以解决的快速性与稳定性之间的矛盾.仿真与试验结果证明,该复合控制策略具有较高的载荷谱跟踪精度.     

含双重补偿的液压缸位置同步控制

非对称液压缸同步控制系统在大型、重型工业设备中应用广泛,其同步性能和响应速度直接影响设备的稳定运行。为了进一步优化对称阀控非对称液压缸同步系统,对阀控非对称液压缸进行建模分析。基于非对称液压缸特性及负载变化范围大的特点,提出了模糊补偿控制方法来提高液压缸的响应速度;针对液压缸的同步问题,设计了交叉耦合的前馈补偿控制方式来缩小同步误差。利用AMESim搭建液压回路系统模型作为控制对象,并联合Simulink搭建控制系统进行仿真。仿真结果表明:相比于改进前,在负载不断变化且具有偏载的情况下,含双重补偿的同步控制可以明显减小液压同步系统的跟踪误差与同步误差。     

数控机床交流伺服系统的复合控制研究

针对常规P-P与PPI控制存在的问题，提出了在数控机床交流伺服系统中，采用带速度和加速度作为前馈控制，模糊自校正PID控制作为位置反馈控制的复合控制器，实验证明可以显著提高控制系统的控制精度，大大降低跟踪误差，具有较强的鲁棒性。     

基于信号微分滑模控制的电液伺服激振器

设计了一种基于信号微分滑模控制理论的阀控非对称缸激振器。通过对液压缸位移信号提取并对其进行微分运算求导,以此来实现无需速度和加速度的滑模控制,削弱了系统非线性对控制精度的影响,增大了电液伺服激振器的激励频率带宽。根据Lyapunov函数判据,确保了系统的稳定性。通过对对称阀控非对称缸系统的位置跟踪控制进行仿真分析,结果显示,该激振器具有良好的跟踪效果。