基于QPSO的液压伺服系统PID参数的优化设计

根据液压系统的动力学模型,确定了PID控制器的控制对象,以综合控制性能为优化目标函数,运用量子粒子群算法对PID参数进行优化整定,优化实例的结果证明遗传算法这一全新的优化方法能快速、有效地得到全局优化解.     

液压位置伺服系统PID参数在线优化

将粒子群算法与传统的PID控制器相结合，并采用平方误差矩积分函数作为适应度判据，构成了PSO-PID控制器，该控制器能够在线优化PID控制器参数。仿真结果表明，在系统工况发生变化时，新型控制器能够取得满意的控制效果。     

搅拌摩擦焊主轴位置液压伺服控制仿真与分析

搅拌摩擦焊接技术是一种新型固相焊接技术,由于其独特的技术优势正被广泛应用于铝合金等轻质合金板的焊接中。分析了基于液压伺服技术的搅拌摩擦焊接系统,推导出主轴液压伺服系统的数学模型,在MATLAB软件的Simulink模块中搭建控制模型,分别利用模糊PID和普通PID控制理论对控制模型进行仿真。通过分析仿真结果发现:模糊PID和普通PID控制方法虽然都能实现对主轴液压系统的伺服位置和力控制,但模糊PID控制不论是在响应时间、控制精度还是抗干扰能力方面都优于普通PID控制,并且通过实验验证了模糊PID控制的可行性。     

单片机控制的智能PID控制器在液压系统中的应用研究

本文在对传统PID调节器在液压伺服控制系统中的控制效果分析的基础上，采用了新型的模糊控制技术，通过单片机实现了智能PID控制，取得了比较好的控制效果。     

基于差分进化算法优化车辆非线性液压悬架双环PID控制研究

车辆行驶经过障碍物时,容易造成悬架振动幅度较大,影响车辆运动的稳定性和舒适度。对此,创建了车辆液压悬架简图模型,根据牛顿定律推导出非线性控制方程式。采用双动液压系统驱动车辆悬架机构,给出了液压驱动控制方程式。构造优化目标函数,采用差分进化算法优化PID控制的内环和外环参数,给出了车辆液压悬架优化控制流程。将优化控制参数和初始运动参数导入到MATLAB软件中进行仿真,输出轮胎行程、悬架行程及车身加速度仿真曲线。仿真曲线表明:在受到路面正弦曲线障碍物干扰时,优化后的车辆液压悬架控制系统,不仅响应控制时间短,而且轮胎行程、悬架行程及车身加速度峰值较小、整体波动幅度较小。车辆液压悬架参数采用差分进化算法优化PID控制,能够降低路面干扰物造成的振动幅度,有利于保持车辆行驶的稳定性。     

基于AMESim的液压挖掘机运动仿真及控制参数优化

运用法国AMESim软件平台对液压挖掘机的工作装置进行了建模,通过设置主要参数,实现了该机电液一体化系统的动态仿真,并运用Design Exploration优化工具箱对PID控制器参数进行了自动优化.结果表明,经过优化的PID控制器使动臂液压缸跟踪误差降低57.4%,斗杆液压缸跟踪误差降低26.7%,铲斗液压缸跟踪误差降低4.3%,与原始方案相比均有较大的改善,因此能够实现较精确的运动轨迹,并且此法减少了传统确定PID控制参数的反复调整试凑的时间,从而提高了设计的效率.     

基于粒子群优化的焊接工作台伺服系统PID控制

提出了基于粒子群优化的焊接进给工作台位置PID控制。焊接进给工作台是焊机伺服系统的重要组成部分,其位置控制对提高焊接质量具有重要意义。采用简单高效的PID控制算法,但由于焊接伺服系统具有非线性等特点,使得PID控制器参数调整困难,传统的齐格勒—尼柯尔斯法则参数整定效果不佳。粒子群算法是一种全局优化算法,可以有效地实现PID参数整定,因此,在Simulink软件下建立进给工作台位置控制模型,采用粒子群算法来实现PID参数的调整,并进行了仿真。仿真结果显示,基于粒子群优化的PID控制器具有超调量小、精度高的特点,控制效果明显好于齐格勒—尼柯尔斯法则。     

数字式液压伺服系统控制器设计

在分析液压控制对象的基础上,针对原模拟控制器的不足,根据工程实际,设计一种基于DSP+FPGA平台的数字式液压伺服控制系统,采用经典的PID控制算法控制液压马达位置.仿真结果表明:该数字式液压伺服控制系统快速性好,稳态控制精度高.     

搅拌摩擦焊主轴力控制液压伺服仿真与分析

搅拌摩擦焊接技术是一种新型固相焊接技术,由于其独特的技术优势正被广泛地应用于铝合金等轻质合金板的焊接中。分析了基于液压伺服技术的搅拌摩擦焊接主轴力控制系统,推导得出主轴液压伺服系统的力控制数学模型,在MATLAB软件的Simu LINK模块中搭建控制模型,分别利用模糊PID和普通PID控制理论对控制模型进行仿真。分析仿真结果发现:模糊PID和普通PID控制方法虽然都能实现对主轴液压系统的力控制,但模糊PID控制不论是在响应时间、控制精度还是抗干扰能力方面都优于普通PID控制,并且通过实验验证了模糊PID控制的可行性。     

连铸结晶器液压振动同步技术的分析与研究

以安钢第二炼轧厂3号连铸机为依托,对结晶器液压振动同步技术进行研究。分析连铸机采用的液压伺服控制系统的组成与工作原理,针对仿真结果引入PID校正控制。最终得出结论,3号连铸机结晶器液压振动采用的PID同步控制方案及其参数的设置,能够满足系统的快速性、精确性、稳定性要求。     

龙门式矫直机液压伺服控制系统建模与仿真

为了分析龙门式矫直机液压伺服控制系统的综合性能,根据系统控制模型,在充分考虑系统非线性因素的基础上,采用Matlab中的Sim Mechanics等模块建立了综合仿真分析模型,得到了液压伺服控制系统的动态响应特性。结果表明该建模方法正确,为龙门式矫直机液压伺服控制系统的优化设计提供了新方法。     

交叉耦合控制的平移并联机器人位置控制研究

为了改善平移并联机器人对期望位置跟踪的准确性,提出基于交叉耦合控制的集成电液伺服驱动平移并联机器人位置控制。通过对三自由度集成电液伺服驱动平移并联机器人结构和控制方法进行分析,以机器人的末端执行器为基础,定义位置及角度坐标系,在此坐标系上计算并联机器人的逆向和正向运动学解;通过液压轴的伸长长度,求取液压轴的速度和加速度,进而得出集成电液伺服驱动器的动力学模型。以集成电液伺服驱动器的位置误差为基础,求取三自由度下集成电液伺服驱动器的同步误差,利用该同步误差,构造交叉耦合误差模型,进而求取广义误差模型,建立交叉耦合控制器,以实现对机器人的位置进行控制。实验结果显示:与粒子群方法相比,所提方法对正弦及不规则期望位置的跟踪准确度较高,跟踪准确度分别提高了40%和42.15%。可见,所提方法能够对集成电液伺服驱动的平移并联机器人进行准确的位置控制。     

基于李雅普诺夫理论的电液伺服系统非线性位置控制研究

电液伺服系统存在高度非线性及参数时变等问题,同时由于其多学科性质导致精确模型的建立比较困难。针对电液伺服系统非线性位置控制问题,采用基于非线性系统的李雅普诺夫理论的控制器实现电液伺服系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造了伺服阀以及液压执行器的动力学方程,建立电液伺服系统简化数学模型。基于非线性系统的李雅普诺夫理论,利用积分反演法设计了电液伺服系统控制器。采用MATLAB软件对电液伺服系统进行仿真,并与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示:采用所设计的控制器,电液伺服系统对阶跃和正弦信号的跟踪性能较优,所需控制电压减少50%左右,跟踪误差也大大减少。     

轧机液压厚度控制系统的定量反馈优化设计

结合某2 500 mm中厚板精轧厚度控制系统设计项目,根据实际设备条件,确定合理的轧机液压伺服控制系统模型.考虑执行机构的性能与轧机系统整体稳定性的折衷问题,在PID控制器基础上,设计液压伺服定量反馈QFT控制器.综合分析执行机构的不确定性范围和系统性能指标的要求,实现了轧机液压伺服系统鲁棒控制器的设计.对比仿真结果表明:QFT调整方案能够有效保证系统的稳定性,同时具有较好的控制性能.     

自适应控制在水压伺服缸系统中的应用分析与研究

与电驱动、液压油驱动、气体驱动相比,水压伺服缸系统具有高功率、高安全性和环保性,且其具有较大的摩擦转矩和泄漏量,其稳态误差和超调量成为精准控制的主要问题。目前,传统模型参考自适应控制系统(MRAC)被广泛应用于水压伺服缸控制系统,且其具有较好的跟踪性,但其控制器结构复杂,阶次较高,且对外界干扰的鲁棒性不足。为此,应用简单自适应控制系统(SAC)对水压伺服缸进行控制,并对其跟踪性和鲁棒性进行研究分析。研究结果表明,SAC具有较好的跟踪性,且比MRAC具有更好的控制精度、更高的鲁棒性。     

基于反馈型自适应鲁棒控制的伺服泵直接驱动电液系统精确运动控制研究

由于传统泵控液压系统存在位置跟踪精度低、频率响应慢的缺点,给精确运动控制造成很多困难。对此,针对伺服电机泵直接驱动电液系统模型的非线性动力学特性和参数不确定性,采用反馈型自适应鲁棒控制（ARC）,实现伺服泵直接驱动电液系统的精确运动控制。建立伺服电机泵直接驱动电液系统的动力学模型,通过非线性泵流量映射重新建立泵的动力学模型。采用反馈型ARC方法进行控制器设计,合成泵的控制输入,使气缸执行器位置跟踪一个期望的轨迹,并对系统模型的位移斜坡响应和伺服泵功率进行实验仿真。结果表明：相比于PID控制,反馈型ARC控制下的位移跟踪误差大幅度降低,伺服泵的平均功率分别降低了55%、26%、63%,峰值功率也有所降低。采用反馈型ARC控制,能够实现有效的模型补偿,使得系统运行稳定,提高系统模型的跟踪性能和鲁棒控制性能。     

基于自适应滑模控制的随车起重机控制特性分析

为提高随车起重机的工作效率、改善控制性能、降低操作过程工作强度,对随车起重机液压控制系统的控制性能进行分析,提出一种自适应滑模控制方法。通过分析随车起重机液压控制系统工作原理和数学模型,设计了自适应滑模控制器;对比分析自适应滑模控制和PID控制系统的控制特性。结果表明：采用自适应滑模控制的随车起重机液压控制系统具有良好的稳定性、动态控制性能和伺服跟踪性能。     

龙门式矫直机液压伺服控制系统的负载特性分析

通过对龙门式矫直机垂直调整装置系统参数的分析,得到该系统的液压弹簧刚度和机械负载刚度的计算方法,并对液压与机械负载的耦合特性进行分析,得到垂直调整装置液压伺服控制系统的综合刚度和系统无阻尼固有频率,提出一种提高系统响应特性的方法,为龙门式矫直机液压伺服控制系统的优化设计提供了理论依据。     

基于PXI电液复合控制的测控系统

设计了电液复合控制系统的测控平台，介绍了电机调速、节流控制、容积控制、电液复合控制和伺服加载的实验原理，提出用虚拟仪器LabVIEW对系统进行测控的新方案，该实验台在教学中得到了应用。使用结果表明：该实验平台的集成性高、开发性好，可以自行设计控制律，提高了系统的综合测试性能。     

6自由度液压机器人的自抗扰控制

为提高6自由度液压机器人电液驱动系统的控制性能,针对电液位置伺服系统的非线性和不确定性,建立了6自由度液压机器人后臂电液位置伺服系统的数学模型,提出了3阶自抗扰控制方案,通过对系统内扰和外扰进行估计和补偿,实现对位置的控制。仿真结果表明,所设计的自抗扰控制器不仅能满足系统对快速性和准确性的要求,而且还能有效抑制负载突变或未知扰动对系统性能的影响,与传统PID控制相比,其具有更强地鲁棒性和抗扰动能力,能满足6自由度液压机器人控制系统动态性能的基本要求。