基于神经网络与PD的非线性控制

提出了一种层叠小脑模型关节控制器（CMAC）神经网络同传统PD控制相结合的控制策略.该策略利用改进CMAC 学习控制系统的不确定信息,并作为前馈补偿来确保跟踪误差的快速收敛,采用PD控制系统实现反馈控制,保证系统的稳定性,且抑制扰动.并采用跟踪-微分器对信号进行了滤波.仿真及实验结果表明：该控制策略提高了系统的控制精度和响应速度,并且具备较强的抗干扰能力和鲁棒性.     

压缩冷凝机组吸气温度及吸气压力精确控制的研究

在依据第二制冷剂量热计法设计搭建的0.6～35kW制冷量全自动压缩冷凝机组性能测试系统中,通过优化量热器和管路设计并采用模糊自适应PID控制代替目前常用的PID控制,解决了系统测试冷量范围大P、I、D参数整定困难以及被控参数互相耦合导致吸气温度和吸气压力无法同时达到稳定的问题,实现了对制冷系统中吸气温度及吸气压力的精确控制,使参数控制精度满足标准JB/T 9056-1999对压缩冷凝机组性能测试的要求, 并给出了该系统模糊自适应PID控制的基本设计过程.     

电液位置速度复合伺服系统控制策略

在电液伺服控制系统的许多实际应用场合,如塑料注塑机、压力机等成型机械,不仅要求较高的位置控制精度,还要求能够控制执行器运动过程的速度,以减小冲击,提高产品质量和生产效率.针对电液伺服系统速度/位置复合控制的要求,考虑力负载对位置控制精度的影响,提出带负载力补偿的速度前馈和位置反馈复合控制策略.导出速度前馈控制量计算模型,该模型能够反映实际负载大小和给定速度的要求;设计位移和速度给定信号发生器,实现了速度前馈控制和位置反馈控制的无扰切换;采用试验和数据拟合的方法,得出负载力补偿量计算公式.仿真和试验研究表明,采用所提出的控制策略,实现了速度和位置的同时控制,在不同负载下,对于不同的期望速度,不需要调节控制器参数,无论正向还是反向运行,都可以获得较好的控制性能.     

注汽锅炉蒸汽干度的模糊前馈-反馈控制

为了实现注汽锅炉蒸汽干度的高质量控制，设计了一个基于模糊逻辑的前馈-反馈干度控制系统。该系统采用基于Takagi-Sugeno（T—S）模糊模型的多步预测器对蒸汽干度进行预测，并将其预测输出作为系统反馈信号。来自水流量的前馈控制量与主回路控制量相乘，形成相乘型前馈-反馈控制以实现水火量的自动跟踪。同时在控制结构中引入非线性跟踪-微分器以增强系统的抗干扰能力。应用结果表明，该干度控制系统具有良好的控制效果。     

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。     

压电驱动器的非线性模型及其精密定位控制研究

压电驱动器的非线性特性和迟滞特性是影响微动平台定位控制精度的主要因素。采用改进的Preisach模型对压电驱动器的迟滞特性进行建模，利用建立的Preisach模型进行开环精密定位控制和作为PID反馈控制的前馈环节的研究。实验结果表明，该模型能够有效地降低非线性迟滞特性对压电驱动器位移输出精度的影响，提高驱动器的动态响应特性。     

基于动力学模型前馈的液压振动台控制

由于液压振动台通常存在较严重的非线性和外界干扰,传统三状态控制器设计需在跟踪精度和稳定性之间做出权衡,系统难以获得良好的控制性能。以8条液压缸驱动的冗余振动台为研究对象,建立系统运动学和动力学数学模型。利用动力学逆模型预测各伺服阀阀口开度并加以前馈,以补偿非线性因素影响,结合三状态反馈控制,实现对加速度信号跟踪。采用MATLAB/Simulink和ADAMS软件搭建控制系统模型,仿真表明,该方法可有效提高加速度波形复现精度,具有良好的控制性能。     

医院手术室专用空气源热泵宽工况运行的研究

空气源热泵机组在制冷过程中受低温环境的影响不能稳定运行,对该机组在低温环境状态下制冷系统的性能及可靠性进行了实验研究。实验结果表明:在空气源热泵系统中利用环境温度控制电子膨胀阀的开度,保证节流阀的宽范围运行;利用制冷系统中冷凝后液体的温度来控制冷凝风机的转速,确保一定的冷凝压力,两者技术的使用可使空气源热泵机组在低温状态得以可靠的运行。     

基于CUCKOO算法的RBF网络监督磁悬浮自适应控制

磁悬浮技术应用前景广泛,其先进控制方法值得长期研究。针对存在干扰时的系统精确控制问题,提出基于前馈加反馈的神经网络监督控制方案（NNSC）。RBF前馈监督通过对反馈控制器的学习调整其网络权值,逐渐成为系统主控方式。当干扰出现时,反馈控制重新起作用,确保系统的稳定性和鲁棒性。引入布谷鸟算法,实现网络权值的优化搜索。以固高GML1001磁悬浮装置参数为基础,试验结果表明,22 g的小球可在既定平衡位置小范围内稳定、快速地跟踪目标信号。监督网络以其自学习功能主导系统的稳定性和控制精度,反馈控制又能够在干扰存在时保证系统的鲁棒性,二者共同作用提高了系统的控制性能。     

R23/R134a自然复叠制冷系统研究

对自然复叠制冷系统制冷剂选择、循环流程设计以及热力计算进行了研究,建立了R23/R134a自然复叠制冷系统实验装置.自然复叠非共沸制冷剂的沸点间距按大致等分的原则选择,一般沸点间距40～80℃.研究指出完成自然复叠制冷循环热力计算需要已知以下4个重要参数:冷凝温度、蒸发温度,以及冷凝压力、蒸发压力、浓度3个参数中的2个参数.制冷循环流程设计时,增加分凝器,可以提高低温回路制冷剂浓度;在低温回路节流阀加延时开关,可以缩短自然复叠制冷装置启动时间.R23/R134自然复叠制冷系统实验装置,最低蒸发温度达到-55～C左右,合适的R23/R134a充注浓度约在29.4%～41%之间.研究结果对自然复叠制冷系统的产品设计过程有参考价值.     

闪发蒸汽冷却技术及R134a用于高温空调器的研究

建立了基于闪发蒸汽冷却技术及R134a为工质的高温空调器数学模型,分析并比较了R22单级压缩、R22闪发蒸汽冷却和R134a单级压缩制冷系统在不同室外气温度下系统冷凝压力、压缩机排气温度、制冷量、耗功和性能系数。结果表明,相同工况下R134a制冷系统的冷凝压力和排气温度最低,制冷量较小,较R22制冷系统适宜于环境温度50℃以上工况。当环境温度介于42~50℃时,闪发蒸汽冷却技术可有效降低以R22为工质的空调压缩机的排气温度,提高系统制冷量和性能系数,但冷凝压力和耗功略有升高。     

零差移频式干涉图形相位锁定系统的超精密控制

利用全息曝光法制造大口径全息平面光栅时,常引入零差移频式干涉图形相位锁定系统来提高全息曝光质量。本文针对直接影响最终干涉曝光精度的系统控制精度开展研究。首先,介绍了新型的零差移频式干涉图形锁定系统的原理和结构,在系统理论建模及模型辨识的基础上,针对非线性系统模型进行了高阶线性化拟合,并结合系统振动测试实验结果,设计了系统控制器。然后,对设计的控制器进行了实际控制调试,实现了系统的超精密控制。最后,针对系统控制误差纹波,采用频域分析方法揭示了影响系统控制精度的主要因素,提出了未来提升系统控制精度的方法。测试结果显示:系统相位锁定控制精度可达±0.046 1rad(3σ)且以高频误差纹波形式呈现。分析了高频误差纹波的成因,指出受系统噪声、延迟、控制器参数等因素限制,控制器很难完全抑制频段跨度大而连续的高频微振动引起的干涉图形相位漂移。     

基于爱因斯坦制冷循环的单压系统改进的研究

综述了爱因斯坦单压吸收式制冷循环装置的发展历程和研究现状,针对其中的不足提出一种改进型单压吸收式制冷装置,通过对该系统建立热力学模型,应用P-T方程和P-R混合规则模拟出系统中正丁烷-氨、氨-水工质组的相平衡参数曲线,和各状态点的状态点的初始参数,探究了蒸发温度、冷凝温度、发生温度等因素对系统性能的影响。模拟结果表明:系统COP及制冷量随蒸发温度的升高而增加,随着冷凝温度升高而降低,系统COP呈下降趋势,冷凝温度上限为48℃;当发生温度在100~120℃范围变化时,系统COP随发生温度升高而增加。相对而言,系统COP对发生温度的变化最敏感,发生温度次之,再次是冷凝温度。模拟结果为后续试验台搭建提供了理论参考。     

合股机传动控制系统设计

文章设计了具有7个主传动点的合股机传动控制系统。为了保证系统运行精度和可靠性,提高检测和管理的自动化水平,合股机的传动控制系统采用ABBACS800逆变器为执行单元,整个系统包括操作员终端（触摸屏）、PLC控制系统、系统安全与联锁保护等。     

基于LabVIEW的压缩机吸气压力模糊控制系统的设计

针对压缩机吸气压力耦合强、变化快且控制精度要求高等特点，在难以获得精确数学模型的情况下，利用模糊控制算法实现压缩机吸气压力的模糊控制，用LabVIEW的模糊控制器设计工具进行模糊控制器的设计，经试验证明，本系统具有良好的控制效果。     

基于FCMAC与PID复合温控器在DMK-240真空烧结炉中的应用

针对国内某大型硬质合金企业的DMK-240真空脱蜡烧结一体炉控制系统研发项目,设计出了一种基于PLC和工控机构成的控制系统。该控制系统以温度为主要控制参数,采用基于模糊小脑模型神经网络(FCMAC)与PID控制算法相结合的复合温度控制器对温度进行控制。实际运行结果表明,控制方案控制精度高,动态特性好,满足现代硬质合金生产工艺要求。     

1000 t惯性摩擦焊液压多缸同步控制策略研究

针对大吨位惯性摩擦焊机多缸液压顶锻系统强干扰、强非线性的特点,面向多缸系统同步性能的高精度、强抗干扰的要求,基于自行设计的一套具有位置反馈的三缸液压顶锻系统,建立了阀控缸系统以及位置反馈同步系统的动态响应数学模型,并且提出了以伺服阀控液压系统为基础,在偏差耦合控制方式下采用模糊PID对控制参数进行优化的多缸同步控制策略。在MATLAB Simulink中对该控制算法进行仿真研究,并与传统PID控制算法进行对比。结果表明,所设计的控制策略实现了千吨级负载下多缸系统同步误差小于0.05 mm的稳定输出,具有较好的鲁棒性和较高的同步控制精度,为国产大吨位惯性摩擦焊机液压伺服系统提供设计参考。     

基于SimulationX的挖掘机高压斗杆缸缓冲装置的仿真与试验研究

为研究高压油缸的行程末端缓冲装置的缓冲性能,获得油缸缓冲行程阶段的压力、流量等参数,以一款国产挖掘机高压斗杆缸作为研究对象,将计算机仿真技术应用到实际工程研究中。基于SimulationX仿真软件搭建了挖掘机工作装置液压系统的仿真模型(特别是缓冲模型),开展了液压-机械多体动力学联合仿真;在典型工况下对液压挖掘机斗杆缸的压力、流量等参数进行了试验,通过比对仿真结果,对控掘机液压系统仿真的准确性进行了评价。结果表明,所建立的仿真模型是合理的、科学的,该仿真技术在工程领域更进一步的推广是可行的。     

基于定量反馈理论的液压机器人单关节鲁棒控制器

液压机器人单关节性能直接影响机器人整体控制性能,液压系统参数的不确定性和时变性降低了机器人单关节控制精度和响应速度,因此要求机器人单关节控制器具有鲁棒性。建立了伺服阀控制摆动液压缸数学模型,分析了系统参数的不确定性,应用定量反馈理论 (QFT)设计了单关节鲁棒控制器。仿真表明,该控制器对斜坡干扰和正弦干扰都具有较强的鲁棒性,实验验证了控制算法的正确性。     

基于DSP的SVPWM变频压力闭环控制系统

在分析空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)原理的基础上,给出了一种基于DSP控制的基本算法,设计了以TMS320LF2407A为核心的三相异步电动机变频压力闭环控制系统,介绍了该控制系统的软件和硬件实现方法。实验结果表明采用SVPWM技术实现了良好的变频变压控制,设计的压力闭环控制系统结构简单、性能可靠,具有良好的动态和静态性能,显示该技术在电气传动的应用中将有广阔的前景。