仿生液压四足机器人伺服控制器设计

本文结合仿生液压四足机器人的研发指标,设计了基于 STM32F405的分布式电液伺服控制器。控制器伺服总线基于双 CAN 总线设计,将控制指令总线和状态反馈总线独立分离,并基于 CAN 总线通信协议设计了单帧伺服指令。设计了纯数字伺服阀驱动电路,使用 PWM 驱动 MOSFET 全桥方式实现。实验结果证明,仿生液压四足机器人电液伺服控制器符合预期的性能指标要求,达到预想的设计效果。     

液压驱动伺服机器人的模糊滑模控制研究

针对液压驱动四足机器人伺服系统非线性和不确定性严重的问题,提出了一种快速响应、鲁棒性好、控制精度高的模糊滑模控制器,并进行了仿真研究.首先,建立了液压驱动伺服机器人的液压动力机构非线性数学模型,利用Lyapunov方法设计了滑模控制器;其次,构造了一个模糊边界层宽度调节器,削弱滑模控制的抖振;最后,分析了参考力、液压参数、供油压力及负载刚度变化对系统输出的影响.仿真结果表明,该控制器对液压伺服力系统非线性和参数变化具有较好的控制效果.该方法用于四足液压驱动伺服机器人的控制是可行的、有效的.     

基于模糊PID控制的电液力伺服系统的研究

电液伺服控制系统本身具有非线性以及参数不确定性等因素,导致传统的PID控制算法很难使力伺服系统达到满意的控制效果,给系统的控制及仿真造成一定的影响。针对这一问题,基于LabVIEW软件平台研究设计出模糊PID控制算法,并在实际的力伺服控制系统中进行实验验证。结果表明,该控制算法控制精度高且稳定性好,满足控制系统要求。     

基于PD校正电液速度伺服系统的自适应方法

本文在分析电液速度伺服控制系统特性的基础上,设计一种基于PD校正环节,不需要输出量导数的电液速度伺服系统Narendra 自适应控制方法.分析了电液速度伺服控制系统使用常规的控制方法的动态特性和控制精度;探讨了电液速度伺服控制系统在加入PD校正环节环节后,使系统与参考模型形式一致,达到系统模型是一个严格正实的传递函数,...     

一种变参数PID控制器在浇注机器人伺服系统中的应用

本文在传统变参数 PID控制算法的基础上 ,针对其不足之处 ,提出一种继电型变参数 PID控制器 .结合浇注机器人关节伺服系统解耦模型 ,将继电型变参数 PID算法用作机器人伺服控制 ,仿真效果很好 ,达到了高精度的性能指标要求 ,并在实际系统上作了尝试     

基于Lbest PSO和NNs的电液伺服系统输出力PID控制研究

为了实现电液伺服系统输出力的稳定控制,结合局部最优粒子群优化算法和神经网络模型,提出一种PID控制器设计方法。该方法将神经网络模型(NNS)与PID控制器耦合,得到基于神经网络的PID控制器参数整定结构;再采用局部最优粒子群优化算法(Lbest PSO)确定神经网络的权重,从而得到基于局部最优粒子群优化算法和神经网络的PID控制算法;最后将提出的PID控制算法用于控制虚拟的电液伺服加载系统,以进行仿真实验。仿真结果表明,由该PID控制器控制的电液伺服系统的输出力平稳地收敛于给定力,从而提高了系统的稳定性。     

液压四足机器人的实时分散解耦控制

针对液压驱动四足机器人单腿协调性难以保证的问题,开发了一种实时分散解耦控制系统:基于PC-Based控制系统架构,在RTX环境下模块化了实时控制子任务,并对多任务的处理进行了实时调度,搭建出了机器人的实时分散控制系统框架;针对单腿系统设计了基于PID神经元网络的广义解耦控制算法,并将其嵌入到整体程序框架中,实现了多腿联动的分散解耦控制;物理样机实验表明开发的控制系统能够满足分散解耦控制算法的实时性要求,提高了四足机器人运动的协调性,进而保证其连续稳定地行走,具有一定的独创性与实用价值。     

电液速度伺服系统的模糊PI控制

为了提高控制精度、改善系统的静动态特性，针对液压马达速度伺服系统的非线性时变特点，提出了电液速度伺服系统中液压马达速度的控制方法。通过模糊推理在线实时调节PID参数，使系统控制参数迭到全局优化，解决了一般PID参数只是对于桌一工作点局部优化的问题。与单纯PID控制器相比，模糊PI方法使系统动态性能和鲁棒性得到了犬幅度提高，试验结果表明了该方法对非线性系统大范围控制的有效性。     

四足机器人步态分析及仿真实现

为实现一种液压驱动的四足机器人稳定行走,根据机器人稳定裕量原则,针对JQRI00四足机器人进行了步态规划。根据前期对四足机器人的结构设计,建立了JQRI00四足机器人的虚拟样机;针对其结构特点,分别设计了四足机器人在进行直线行走和转弯时的步态规划,应用ADAMS对虚拟样机进行了直线步态仿真。仿真结果准确、合理,表明所研究的步态规划正确、可行,能够实现四足机器人稳定行走,为机器人后期进行驱动控制奠定了基础。     

基于虚拟样机的导弹伺服机构非线性特性研究

导弹电液伺服机构足复杂的非线性系统,随着对导弹控制系统的控制品质要求越来越高,非线性特性对电液伺服系统性能的影响直接关系到导弹控制系统的性能.在分析电液伺服机构中非线性特性影响因素的基础上,应用虚拟样机建模工具MSC.EASY5对其相关特性进行机理建模与虚拟样机建模,验证了模型的正确性,研究了减小系统定位误差的途径,仿真结果表明,虚拟样机技术是导弹电液伺服系统的设计与仿真分析的有效工具,同时,变增益控制是抑制非线性影响,提高系统定位精度的有效手段.     

Application of self-tuning fuzzy PID controller for a SRM direct drive volume control hydraulic press

A new kind of volume control servo hydraulic press driven directly by Switched Reluctance Motor (SRM) is presented in this paper. In considering the saturation and dead zone nonlinearity as well as the time-variability and the time lag existed in SRM direct drive volume control system, a fuzzy PID control method is introduced to improve the overall performance of the electro-hydraulic position servo system. The relationships between the PID parameters and the response characteristics of electro-hydraulic position servo system are investigated. The fuzzy inference rules which enable adaptive adjustment of PID parameters are established based on the error and change in error. The simulations and experiments of step response and cosine tracking are carried out on the SRM direct drive hydraulic press. The results indicate that the fuzzy self-tuning PID method has great ability of restraining external disturbance, and it can effectively raise the position tracking ability of the volume control electro-hydraulic servo system.     

变论域自适应模糊PID控制系统仿真与应用

由于电液伺服系统具有非线性、时滞性等问题,自适应模糊PID控制方式仍难以精确控制马达转速,故设计了变论域自适应模糊PID控制算法。通过设计合适的伸缩因子,将变论域与自适应模糊PID控制相结合,该算法可以精确控制电磁比例阀的流量进而控制马达的转速。将PID控制、模糊控制、自适应模糊PID控制和变论域自适应模糊PID控制算法进行Matlab仿真,结果表明：变论域自适应模糊PID控制具有响应快、无超调、稳态误差基本为零的特点。通过可编程控制器实现了模糊PID控制与变论域自适应模糊PID控制算法在电液伺服系统中的应用,实验数据表明,变论域自适应模糊PID控制更加精确,符合工业控制要求。     

一种基于模糊 PID 的 3TPS/TP 型并联机器人的控制算法

3TPS/TP型并联机器人本身所具有的强耦合性、非线性和多变量等特点导致其无法建立精确的数学模型,进而使得传统的比例积分微分(Proportion Integration Differentiation,PID)控制算法难以得到较好的应用。文章将模糊控制算法和传统的PID控制算法相结合,得到模糊PID控制算法并应用于3TPS/TP型并联机器人控制系统的伺服电机中。仿真结果表明,模糊PID控制算法在控制精度、稳定性以及适应性方面都优于PID算法,控制效果符合预期要求。     

自适应与迭代学习复合控制的电液位置系统的研究

电液伺服系统具有高阶性、非线性、时变性的特点,而且运行过程中还将受到温度变化等因素的干扰,所以常规的PID控制方法难以取得令人满意的效果。为了使电液伺服系统拥有较好的控制效果,提出一种将自适应与迭代学习控制相结合的控制策略,应用于电液伺服系统的位置控制中。应用位置作为反馈,采用开闭环PI的控制策略,以及自校正的控制原理设计控制器,最后运用MATLAB来对其进行仿真。仿真结果表明,该控制策略能够提高系统的控制精度,提升系统的响应速度,提高其收敛与鲁棒性能。     

电液伺服系统多项式非线性建模与控制一体化设计

常规电液伺服系统PID控制无法克服非线性因素影响,存在跟踪准确性和鲁棒性问题.因此,本文提出电液伺服系统多项式非线性H_∞控制律设计方法,改进电液伺服系统的控制性能与鲁棒性.首先利用多项式非线性模型对电液伺服系统进行系统辨识,得到以误差作为状态变量的多项式非线性模型;然后设计多项式非线性控制律,证明所提出控制律可以保证系统从干扰至控制输出L₂增益小于等于设定值,并且在系统干扰为零时保证误差全局渐进收敛,同时给出了控制律的求解方法.最后对提出的控制律进行实验验证.实验结果表明:相较于常规PID控制,多项式非线性控制律能够改善实验台伺服缸控制过程的瞬态响应,具有更好的抗干扰能力.本文提出的设计方法为非线性H_∞控制在电液伺服系统控制领域的实际应用提供了可行方案.     

一类轻载电液位置伺服系统线性自抗扰控制

为解决一类轻载电液位置伺服系统线性自抗扰控制器设计过程中面临的阶次选择问题,本文从系统特性、频域等角度,分析自抗扰框架中“积分器串联结构”与轻载电液位置伺服系统之间的内在联系,得到轻载电液位置伺服系统在自抗扰控制框架下是本质“一阶”系统的结论,从而合理设计了1阶线性自抗扰控制器.在此基础上,提出了有效的控制器参数整定方法,并分析了闭环系统的稳定性.仿真和试验结果表明,与高阶相比1阶线性自抗扰控制器可以更好地控制动态过程较快、负载较轻的惯性负载电液位置伺服系统,为自抗扰控制在液压伺服领域的工程应用提供了参考.     

电动力液压驱动四足双臂机器人的设计与实现

针对定基座机器人在复杂环境下作业能力不足的问题,研制出电动力液压四足双臂机器人,将浮动基座与双臂系统的优势有机结合,能够代替人员完成复杂环境下应急处置、工程作业等任务。详细阐述了四足双臂机器人的机械结构、机载电液动力系统、分布式控制系统以及仿真与操作训练平台的设计与实现。提出基于全身虚拟模型的足底力分配方法与足臂协调运...     

直驱式巷道超前支架油缸控制方法

考虑到传统的阀控液压系统存在伺服阀容易因受到油液污染而无法正常工作、阀控液压系统效率低、节流损失大、造成能源浪费等问题,研究一种基于伺服电机直驱液压泵的超前支架电液控制方法.伺服电机直驱液压泵系统由于电机的启动和转向过程中存在滞后性,因此使用常规PID算法的控制效果较差,使用模糊PID算法对伺服电机直驱液压泵系统进行控制.使用Matlab/Simulink仿真软件建立本文研究的直驱泵控巷道超前支架控制系统的仿真模型,并建立超前支架的实验样机,使用常规PID与模糊PID算法进行对比研究,研究结果表明:模糊PID算法作用下,伺服电机直驱液压泵的超前支架液压缸位置变化的超调量更低,调整速度更快,能够快速跟踪给定信号曲线,具有较好的鲁棒性.     

机器人电液伺服关节的仿人智能控制实践

为解决关节式液压伺服机器人的动态控制问题,使机器人达到希望的响应要求,本文根据仿人智能控制器的基本思想,提出了新的改进算法,并针对喷漆机器人的关节电液位置伺服系统,进行了在新的仿人智能算法下的计算机仿真和实时控制研究.实验证明.控制算法是有效的.