龙门加工中心磁悬浮刚度控制的研究

大型龙门加工中心磁悬浮横梁刚度的要求不同于磁悬浮列车及其它磁悬浮装置的要求,针对其特点提出了可以显著降低悬浮磁铁功耗的电磁永磁混合悬浮技术.为了解决电磁铁线圈中的电流变化对总体刚度的影响,采用双闭环控制系统,即在位置环内引入电流环,构成位置电流双闭环系统.根据机床加工过程的特点以及模糊规则等控制器参数选定的繁琐性,设计出符合机床悬浮横梁要求的遗传算法模糊PID控制器.仿真结果表明,将遗传算法引入模糊PID控制器中可以提高悬浮系统的刚度,满足了机床磁悬浮横梁系统的精度要求;同时遗传算法的优化效果十分显著,使得模糊PID控制器各项参数的确定更具有综合性和科学性.     

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PLC的液位模糊自适应PID控制研究与应用

将模糊控制器与PID控制器结合起来,选取合适的隶属度函数和模糊控制规则,分析输入变量的量化因子和输出变量的比例因子在模糊控制系统中对系统性能的影响,离线计算出模糊控制规则表,利用S7-300 PLC设计一个液位模糊PID控制器。在单容水箱进行实际液位控制实验,并用WinCC对系统进行监控。实验结果表明:采用模糊PID控制水箱液位,系统具有良好的动静态性能。     

龙门加工中心移动横梁模糊PID控制器的设计与仿真

磁悬浮系统是典型的非线性迟滞系统,针对其特点提出了可以显著降低悬浮磁铁功耗的电磁永磁混合悬浮技术.为了解决电磁铁线圈中的电流变化对总体刚度的影响,采用双闭环控制系统,即在位置环内引入电流环,构成位置电流双闭环系统.根据机床加工过程的特点,设计出符合机床悬浮横梁要求的模糊PID控制器.通过仿真结果的比较,可以看出采用模糊PID控制器提高了悬浮系统的刚度,能够满足机床磁悬浮横梁系统的精度要求.     

电液位置伺服系统的模糊预测函数控制

针对电液位置伺服系统的非线性、参数时变性等突出问题,提出了一种新型模糊预测函数控制方法.它将预测函数控制和具有参数自调整的模糊控制进行综合来共同控制电液位置伺服系统,并且根据控制系统的位置偏差和偏差变化率,利用放大倍数对模糊控制器的参数进行在线修改.仿真结果表明,采用该控制方法设计的控制器满足系统对快速性和稳态精度的要求,系统具有较强的鲁棒性和抗干扰性,能够实现复杂系统的有效控制.     

基于变参数模糊控制器的液压舵机伺服系统动态仿真

针对飞机舵机在实际使用过程中的非线性问题,采用变参数模糊控制器来控制液压舵机伺服系统.首先,建立了液压舵机伺服系统的数学模型;其次,设计了一种变参数模糊控制器,通过S函数实时改变模糊控制器的比例因子和量化因子,从而改善系统的控制品质;最后,将P控制、PID控制和变参数模糊控制的系统模型同时进行仿真试验.仿真结果表明,变参数模糊控制与PID控制、P控制相比,使系统的调节时间缩短为P控制的1/7,受到单位阶跃干扰后再次稳定的时间也大大缩短,使系统具有更好的快速性和抗干扰能力,为解决实际中的不确定使用因素提供一定借鉴.     

用于力矩负载模拟器的非均匀隶属度函数模糊PID控制器

为了抑制力矩负载模拟器的超调以及各种非线性,研究了非均匀隶属度函数模糊PID控制器.该控制器以模糊控制为基础,采用非均匀隶属函数进一步改善系统性能;采用指数函数切换的模糊PID消除系统稳态误差,避免切换时控制输出的突变.仿真和试验结果验证了控制器的有效性.     

机床横梁悬浮系统的反演自适应动态滑模变结构控制研究

在龙门数控加工中心移动横梁磁悬浮系统中,刀具切削工件过程中磁悬浮系统所受到扰动和系统自身参数的时变性对悬浮高度有影响。为了实现悬浮高度的精确控制,设计了控制悬浮高度的反演自适应动态滑模控制器,该控制器可有效削弱系统抖振并保持悬浮高度的稳定性;引入自适应控制策略,大大改进了滑模控制对不确定性系统参数的控制能力。仿真结果表明:该控制器具有很强的抗扰性,并使系统具有较高刚度,实现了稳定悬浮。     

交流伺服系统无速度传感器模糊控制策略研究

永磁电机驱动伺服系统在提高机床加工能力方面表现出较高的潜力,目前工业普遍采用的PID控制系统不能自适应外界大干扰激励,在环境突变情况下控制效果差,影响工件加工质量。为解决这个问题,研究一种永磁电机驱动交流伺服模糊滑模变结构矢量控制系统。该系统采用id=0矢量控制策略,速度环应用等效滑模控制器来提高控制器自适应能力,并利用模糊控制优化滑模切换控制函数来消除滑模抖振;为了降低系统制造成本、减少系统结构复杂性,研究基于模糊观测器的伺服系统无速度传感器控制策略,利用模糊观测器从电机反电动势中提取转子位置和速度信号,从而省掉了传统的速度传感器。通过dSPACE半实物仿真平台对一台永磁同步电机(PMSM)进行实测,结果表明:所设计的交流伺服系统无速度传感器模糊控制策略能够在外界强烈干扰下自适应控制电机稳定运行,速度跟踪准确,鲁棒性好,控制性能比传统PID控制好。     

基于反馈线性化的龙门数控机床磁悬浮系统滑模鲁棒控制

针对龙门移动式数控机床中横梁的悬浮刚度进行了研究.在龙门移动式数控机床中,将移动的横梁悬浮起来,可以消除摩擦提高加工精度.为了实现稳定的悬浮,提出了基于反馈线性化的滑模变结构的控制方法.通过反馈线性化的方法将非线性电磁悬浮系统转化为线性系统,然后利用滑模变结构控制方法设计控制器来对整个系统进行鲁棒控制.仿真结果表明,与传统的状态反馈控制方法相比,系统具有很强的抑制扰动的能力和高刚度,能够实现稳定悬浮.     

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PSO算法的串联机械手位置跟踪模糊PID控制

在串联机械手运动控制中常采用PID 控制器,存在超调较大、跟踪精度低的问题，为此设计了一种基于微粒群（PSO）算法的模糊 PID 控制器。首先，根据两力臂串联机械手模型，推算出动力学方程式和传递函数；然后，设计控制器的系统结构，采用PSO算法优化模糊PID控制参数，提高了系统的自适应能力和跟踪精度；最后，在MATLAB中对机械手位置跟踪控制进行仿真。仿真结果显示：PID 控制超调较大，有震荡；经模糊调整后，超调变小，稳定性较好；再通过PSO优化，响应速度变快，超调量基本消除。     

基于IPSO模糊PID的汽车主动悬架电液伺服控制

为实现主动悬架的自适应控制,在整车7自由度主动悬架模型中加入阀控非对称液压缸动力学模型,并进行动力学分析。针对粒子群算法易早熟、寻优效率低的问题,提出一种改进粒子群算法(IPSO)算法,对模糊PID控制器的参数进行优化。同时,以B级模拟路面为输入,采用 AMESim 和Matlab软件对车辆行驶平顺性进行了联合仿真分析。结果表明:所建立模型能真实体现悬架系统的运动过程,所提出的控制策略能有效降低路面对车身垂向振动、俯仰、侧倾等性能指标的影响,提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。     

电子束钎焊温度模糊控制系统

将被焊工件温度模糊控制技术应用于电子束扫描钎焊中,所研发的系统集成了电子束焊接过程控制、电子束扫描轨迹控制、工件温度模糊控制、焊接数据高速采集与存储等多项功能.通过扫描轨迹的编辑与控制,可以适应各种形状曲线钎焊缝的温度场要求;在电子束对工件进行扫描加热的同时,通过温度采集装置实时得到被焊工件的温度信号并与设定值进行对比从而得到温度偏差及偏差的变化率作为模糊控制器的两个输入变量,以模糊控制器输出控制量调节电子束流大小,从而实现钎焊温度的闭环控制.控制系统具有响应速度快、稳定时间短、稳态误差小、超调量小等特点,表明在电子束钎焊过程中采用模糊控制技术可以得到非常理想的控制效果.     

基于多Lyapunov函数方法的模糊滑模控制算法

对于多电机操控的高复杂度机电系统,构建对多电机控制的通用性强的控制算法十分重要。给出了基于多Lyapunov函数方法设计的感应电机速度控制模糊滑模控制算法。在控制方案中,首先应用Lyapunov 函数方法设计感应电机的速度估计器;其次应用Lyapunov 函数方法设计滑模控制器;最后应用Lyapunov 稳定条件,设计模糊滑模控制器。整合的模糊滑模控制技术,为多电机控制提供了有效的参考。     

MIG焊熔宽模糊控制系统

大双波长滤光片正面实时检测焊缝熔宽技术的基础上建立了焊缝熔宽模糊控制系统。本文对熔宽模糊控制器的结构以及模糊控制变量的选择进行了讨论,在此模糊控制系统中采用双输入单输出的模糊控制器模型,即采用迷惑宽的变化及其变化率作为模糊控制器的两输入量,采用焊接电流作为模糊控制器的输出量。本文给出了熔宽模糊控制系统结构图并详细介绍了熔宽模糊控制器的设计过程,根据用双波长滤光片正面实时检测焊缝熔宽技术得到的焊接电     

半主动悬架系统性能仿真及控制技术

以模糊控制原理为基础，融合自适应方法，将模糊系统辨识和模糊控制结合起来，并对自适应控制规则进行修正，以在线自适应调整模糊控制的有关参数，在对1／4车辆模型性能仿真的基础上，设计开发了8031单片机为主控制器件的半主动悬架自适应模糊控制系统。控制器较好实现系统控制，具有较强的适应性和鲁棒性。该方法明显地改善了控制系统的动态性能，显著减小了车辆振动及干扰，提高了车辆的行驶平顺性。     

基于PID参数模糊自整定控制的电动助力转向系统跟随性研究

针对汽车电动助力转向系统(EPS)对控制系统的高跟踪性、高协调性要求,在分析PID控制及PID参数变化对系统性能影响的基础上,提出用模糊推理方法在动态过程中改变PID参数模糊自整定控制策略.仿真结果表明,所设计的电动转向控制系统具有良好的跟踪性能,较好地保证了控制量的可靠性和系统的实时性.