旋转式换向阀的动态响应特性及稳定性分析

为了实现电液激振系统的高频振动，提出一种旋转式换向阀。推导了旋转换向阀的动力学方程并通过MATLAB对旋转换向阀的动态响应特性进行数值求解，分析了阻尼系数、转动惯量、液动力矩对旋转换向阀动态响应特性及稳定性的影响规律。研究结果表明：阻尼系数、转动惯量、液动力矩对旋转换向阀的响应速度、稳定性及工作带宽均有较大影响，其中液动力矩对旋转换向阀的影响程度最强，阻尼系数对旋转换向阀的影响程度最弱。研究结果可为提高旋转换向阀的动态响应特性及稳定性提供数据支撑和优化导向。     

自感知磁流体轴承控制系统的设计及仿真分析

为实现磁流体轴承的自感知功能,设计一个PID闭环反馈控制系统,使磁流体轴承可以在不同工作状态下自动调节阻尼,从而达到最优减振效果。为验证闭环控制系统的合理性,利用MATLAB/Simulink搭建磁流体轴承闭环控制系统的仿真模型,在仿真模型中施加相同的激励信号,并对施加PID控制与未施加控制所得到的数据进行对比分析。仿真结果表明：磁流体轴承在施加PID控制下能有效减小转轴的振幅和轴承的振动,并且抑制效果明显,特别对振幅峰值处的抑制更为有效,证明了该自感知轴承控制系统的可行性与有效性,为自感知磁流体轴承后续研究提供了理论依据。     

片状转子磁悬浮控制系统的研究

转子轴向尺寸大幅缩小后形状趋于片状,轴向转动惯量与径向转动惯量之比增大,称为片状转子。片状转子磁悬浮轴承系统因陀螺效应而存在耦合,随着转子转速的升高,耦合现象也随之加强。针对片状转子的数学模型,基于交叉反馈算法,推算了轴向三控制点间的交叉反馈系数,对系统进行Simulink仿真,仿真结果表明以此算法为基础开发的控制系统能够完全消除因陀螺效应产生的耦合作用。实验对比了分散控制系统和交叉反馈解耦控制系统下控制电流和位移的幅值。交叉反馈控制系统下的控制电流和位移有明显减小。     

矿车车体减振特性分析

建立了矿车车体振动的力学及数学模型，运用控制理论分析了车体对阶跃激励的响应特性，得到了车体振幅变化规律及矿车振动力学模型中阻尼系数与车体振幅之间的关系，从而提出在矿车上安装干摩擦阻尼器，以增大系统的阻尼系数，减小车体的振幅。通过建立Simulink仿真模型，对具有不同阻尼系数的矿车车体的振动过程进行了动态模拟，从而证明增大阻尼系数可以减小车体的振幅。     

基于电流模型预测的虚拟同步发电机控制策略

提出一种应用于T型三电平并网逆变器的基于电流模型预测的虚拟同步发电机控制策略，构建电流离散预测控制模型，通过进一步优化分区，增加小矢量的选择，在减少控制器计算量的同时，兼顾中点电位平衡的控制效果并改善并网电流质量；根据转子角速度的偏差和角速度变化率来自动调整转动惯量和阻尼系数，缩短暂态调节时间，实现对频率和频率波动的有效抑制。最后通过MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型，验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于电流变液的机械臂控制系统设计与仿真

电流变液作为可变粘性阻尼器可实现系统的抑振控制,对基于电流变液的单一自由度机械臂进行半闭环控制系统研究,机械臂系统包括:驱动电机,谐波传动,执行机构和电流变阻尼器.并通过极点配置的方法计算阻尼系统和控制系统参数.通过Matlab平台进行仿真计算可以看出:电流变液作为可变阻尼可明显的抑制共振/反共振的现象.并将这种新型控制系统与传统PD控制系统进行对比分析,可以看出电流变液作为可变粘性阻尼器对抑制干扰和振动起到重要的作用.     

基于直接速度反馈的管道振动主动控制

管道振动给石化设备的安全运行带来严重的隐患。基于直接速度反馈控制原理,利用主动阻尼装置向振动管道系统施加控制力,实现了对管道振动的主动控制。利用根轨迹法分析了控制系统的稳定性,实验验证了惯性作动器的动态特性对系统稳定性的影响,在增益系数过大时观察到了系统失稳的现象。以加速度信号作为评价指标,对不同反馈增益系数下主动阻尼装置对管道振动的控制效果进行了对比,并探究了主动阻尼装置的有效作用频带。结果表明,在反馈增益系数选择合理的情况下,主动阻尼装置对作动器线性工作频带内（20~50 Hz）的管道振动都能有较好的控制效果,最高降幅可达80%。最后对主动阻尼装置的设计和使用提出了参考意见,为振动控制效果的进一步提高提供了思路。     

基于ADAMS和MATLAB的翻转机构联合仿真研究

建立三自由度翻转机构模型,将模型导入ADAMS中添加约束和驱动,进行运动学仿真,输出气缸回转轴和翻转板回转轴的角度变化曲线。建立翻转机构ADAMS动力学模型,创建活塞杆上端轨迹与输入输出变量,导入MATLAB/SIMULINK模块。在SIMULINK中建立控制系统,以气缸移动速度为输入指令,调整控制参数,实现活塞杆末端的既定轨迹跟踪,输出不同位置增益的响应曲线。仿真过程通过改变控制系统的参数,发现增大P可增加系统的响应速度,增大X_p可消除超调现象,减少振荡。联合仿真的研究为实际数控系统的机电耦合提供了设计依据。     

基于粒子群模糊PID的茶叶包装机定量称重控制

针对茶叶包装机定量称重控制系统受到空中注料对料斗冲击、料斗振动及茶叶大小不均等因素影响,造成茶叶定量称重控制系统存在非线、时变及滞后的问题,提出粒子群模糊PID控制策略应用茶叶定量称重系统,利用粒子群算法全局寻优模糊控制的量化因子和比例因子参数,弱化专家经验的盲目性和主观性,以提升控制系统的响应速度、收敛速度。利用OPC技术实现WINCC和MATLAB软件通讯采集控制系统数据,完成控制系统模型辨识,建立Simulink仿真模型对粒子群模糊PID控制器和模糊PID控制器进行仿真对比,结果表明:粒子群模糊PID控制器具有响应速度快、鲁棒性强的优点,提高了茶叶定量称重控制系统的精度,为精茶制造企业提高经济效益提供借鉴。     

双机驱动振动系统的定速比控制同步研究

针对相同频率激励振动系统不利于筛分多样性物料以及不同频率激励振动系统不能实现任意定速比同步运动的问题，提出了一种双激励振动系统的定速比控制同步方法。利用拉格朗日方程建立反向回转双机驱动振动系统的动力学方程，推导出振动系统定速比响应方程。应用Matlab/Simulink软件设计出模糊比例积分微分（proportional-integral-derivative，简称PID）控制方法，基于主从控制方式设计了定速比控制器，使两激励反向驱动定速比振动系统能够实现控制同步运动。选择定速比参数为1.2和1.5，通过仿真验证了振动系统振动同步不能实现给定的定速比，而控制同步可以实现；通过实验验证了定速比控制同步理论对两激励驱动振动系统的有效性。     

磁悬浮分子泵高速转子章动相位裕度跟踪补偿控制

针对磁悬浮分子泵转子在高速运转时章动模态造成的失稳问题,提出一种基于交叉反馈的章动相位裕度跟踪补偿控制方法。利用磁悬浮转子系统的复系数建模方法,定量分析闭环控制作用下扁平转子的阻尼章动频率,确立章动频率与控制系统参数及转速间的解析关系,设计自适应滤波器跟踪提取章动频率信号,应用于交叉反馈的章动控制通道,实现全转速范围内对章动相位裕度的跟踪补偿控制。仿真结果表明,章动频率解算精确,基于交叉反馈的章动模态控制方法可有效解决磁悬浮高速转子全转速范围内的章动模态稳定控制问题。最后,将所提方法应用于所研制的大抽速磁悬浮分子泵控制系统,章动模态振动幅值被抑制在-60 d B以下,消除了章动模态对控制系统稳定性的影响,确保了磁悬浮分子泵长期可靠运行。     

模糊PID双模控制的开炼机液压调距系统设计

基于模糊控制与PID控制的优缺点,提出了将模糊PID双模控制应用于开炼机液压调距控制系统中,并对控制系统进行了Matlab仿真。仿真结果表明设计的电液伺服驱动的开炼机调距系统控制方法能满足系统要求。     

翻斗式密炼机

翻斗式密炼机混炼室（槽）的结构类似于普通密炼机，主要工作部件为一对转子。与传统密炼机的区别在于，混炼室可作大角度（110°～180°）翻转。每当混炼周期终了之际升起上顶栓，料斗倾侧卸料。在倾侧的过程中，转子仍继续旋转。这样，操作人员便可从容地借势扫除每个角落里的残余胶，从根本上杜绝前后两种料混杂的可能性，以应对料色多变、品种繁杂的情况。     

变频泵控预应力张拉设备的自适应模糊PID张拉力控制

为提高预应力张拉设备对工程现场的适应性与可靠性,设计了一种基于变频电机驱动定量泵的张拉力控制系统。基于该液压系统建立其数学模型,针对该变频液压控制系统的非线性与参数时变性,提出了应用自适应模糊PID控制算法解决常规PID控制的适应性问题,并基于专家经验给出了模糊集及模糊整定规则,选取了合理的PID参数论域取值。利用MATLAB/Simulink对该控制系统进行了仿真研究,通过实验对该算法的控制效果进行了验证。由仿真与实验结果可知,自适应模糊PID控制能够减小超调量,缩短调整时间,能够有效提高张拉力变频泵控系统的动态响应与稳态性能。     

半主动油气悬架PID闭环控制研究

以半主动油气悬架1/4车辆模型为研究对象,提出了基于模糊的半主动油气悬架PID闭环控制系统。以上车振动速度和加速度为模糊控制器的控制变量,悬架的最优控制力为模糊控制器的控制输出,以悬架上、下车的振动位移和速度为PID闭环反馈,通过理论计算得到系统中连续可调阻尼阀产生的实时阻尼力,从而实现对油气悬架的PID闭环控制。结果表明基于模糊的半主动油气悬架PID闭环控制系统在车辆行驶平顺性和稳定性方面与被动油气悬架和采用模糊控制的半主动油气悬架相比具有较好的综合控制性能。     

基于机器视觉和改进PID的压电柔性机械臂振动控制

为解决振动主动控制系统中接触式测量影响结构特性以及PID控制参数整定不理想的问题,提出利用机器视觉技术测量结构振动,并结合人工鱼群算法优化的PID进行振动控制。首先,选择刚柔双关节机械臂作为研究对象,搭建实验平台并设计正交试验,探究刚柔耦合机械臂振动情况,并确定振动控制中电机参数的设置;其次,利用CCD相机采集机械臂末端标记点振动图像,并处理得到振动位移,将其作为控制系统输入;最后,选择人工鱼群算法对PID控制器参数进行优化,控制器输出信号经输出卡转化为控制电压,再经功率放大器放大,驱动压电作动片实现振动控制。实验结果表明,相较于传统参数整定PID平均44.06%的控制效果,优化后的PID算法平均控制效果可达到57.54%,验证了基于视觉测振的优化PID控制系统的可行性和优越性。     

基于AMESim的车身高度控制系统仿真研究

车身高度控制系统模型可根据车辆的运行状态,按照设定PID参数,向执行机构适时发出控制指令,可控制车身振动速度和加速度,调节车身高度,提高车身系统的可靠性与灵活性。应用AMESim软件,对1/4车辆模型的车身高度响应进行仿真分析,结果表明,基于AMESim的车身高度控制模型能较精确地反映系统特性,合理的车身高度控制系统模型的PID参数可以控制车身高度、车身振动速度和加速度,有效地降低车身振动,在实现车身高度控制的同时改善车辆的乘坐舒适性。     

基于鲁棒神经网络的车辆主动悬架振动控制

由于路面不平整导致车辆行驶过程中产生很大的振动现象,因此采用鲁棒神经网络控制系统,实现车辆悬架振动的有效控制,并对控制结果进行仿真验证.建立了车辆7自由度振动悬架系统模型简图,构造了车辆振动动力学方程式.应用了PID控制器,通过增加指数函数对传统PID控制器中的组件进行求导,推导出鲁棒神经网络控制系统.采用数学软件Matlab/Simulink对神经网络控制系统进行仿真,同时与PID控制器进行对比和分析.仿真结果显示,车辆行驶过程中遇到路面随机产生的激励波后,主动悬架采用鲁棒神经网络控制跟踪误差较小,具有自适应调节功能.采用鲁棒神经网络控制车辆主动悬架,可以降低车辆垂直方向的振动幅度,提高车辆行驶的平稳性.     

水压比例节流阀的频率特性仿真分析

水压比例控制技术是水压传动技术发展的一个重要研究方向,不仅有助于简化水压传动系统,还可通过电信号连续地控制系统的压力、流量等参数,实现液压参数的遥控,提高系统的控制精度.介绍了新型水压比例节流阀的结构及特点,建立了水压比例节流阀的频率特性数学模型,并通过MATLAB/SIMULINK软件进行了仿真分析,确定了影响频率特性的主要因素.分析表明:负载稳定工作压力对水压比例节流阀频率特性的幅频宽几乎没有影响,对相频宽和谐振峰值有一定影响;运动阻尼系数主要对水压比例节流阀频率特性的谐振峰值有影响;谐振峰值在阻尼系数较小时较大,并随着阻尼系数增大而减小,但当阻尼系数增大到一定值后,谐振峰值几乎不再变化;适当增大运动阻尼系数有助于提高阀的稳定性.分析结果对进一步优化水压比例节流阀的设计参数和进行动态特性分析及控制系统设计具有重要的指导意义.     

独立驱动电动汽车转向稳定性控制方法研究

以提高轮毂电机驱动电动汽车转向稳定性为目的 ,针对传统PID算法扰动抑制能力不足,利用神经网络提高基于PID的横摆力矩和滑移率控制系统的稳定性,并针对神经网络收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题,提出利用粒子群算法对控制器参数进行优化并对权值进行改进的神经网络PID方法.以四轮轮毂电机独立驱动电动汽车为研究对象,以跟踪期望的横摆角速度为控制目标,基于Carsim/Simuink联合仿真平台,对建立的四轮独立驱动电动汽车横向运动学模型及提出的控制策略进行不同工况下的对比验证,结果表明提出的控制方法优化了传统PID控制算法,振动频率幅值小、能更好地逼近理想值,可改善车辆转向性能、提高稳定性以避免事故的发生.