液压同步模糊控制系统的设计与优化

针对静力压桩机液压系统非线性时变的特点,提出一种基于协调控制的同步控制策略,在两执行器分别进行位置PID控制的基础上,对同步误差采用模糊-PI控制策略.使用遗传算法优化位置PID控制器参数时,利用罚函数控制允许的系统超调量大小;对每个同步误差等级和误差变化率等级分别引入加权因子α和β,实现模糊规则的自动提取;应用遗传算法优化设计模糊规则提取的加权因子和模糊控制器的量化因子、比例因子.仿真结果表明,当静力压桩机控制对象参数变化±20%时,两执行器的同步误差可控制在±1.5mm之内.     

基于遗传算法优化的模糊PID在粉末液压机伺服系统的应用研究

CNC粉末冶金液压机电液伺服系统具有时变性、易受干扰等特点,运用常规的PID控制难以达到满意的控制效果.运用模糊PID控制实现对PID参数的在线自适应整定,提高了PID控制器对电液伺服系统的调节控制能力.为了进一步提高模糊PID控制器的控制性能,采用遗传算法对模糊PID控制器的初始PID参数和比例因子进行了优化.仿真结果表明:基于遗传算法优化的模糊PID控制器在CNC粉末冶金液压机电液伺服系统的控制中具有良好的自适应性、鲁棒性和稳定性.     

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。     

基于模糊控制和灰色预测的机器人力控制

在未知环境中为实现精确的接触力控制,需要力控制器能够适应环境的变化.提出一种结合模糊控制和灰色预测的力控制策略,利用遗传算法优化模糊控制器的参数,根据当前过程状态引入灰色预测决策机制使控制器对机器人和环境之间的动态接触过程具有适应性.仿真结果表明所设计的控制器是可行和有效的.     

单叶片吊具鲸鱼优化算法模糊PID控制研究

针对某单叶片吊具摆臂角度控制缸组同步控制精度较低的问题，提出了一种基于鲸鱼优化变论域模糊PID控制器。建立了单个液压缸的数学模型和双液压缸同步控制的模型，并针对模糊控制器利用鲸鱼优化算法对模糊基本论域伸缩因子表达式中的变量系数k₁与k₂优化处理，输出ΔK_P、ΔK_I、ΔK_D实时调节PID参数。通过对模糊PID控制、PID控制、鲸鱼优化算法模糊PID控制的仿真分析，验证了与PID控制和模糊PID控制相比，鲸鱼优化算法模糊PID的同步控制精度更高，同步误差消减的更快速且误差峰值较低；阶跃响应性能更优秀。     

电火花加工模糊驱动系统的研究

通过对电火花加工过程中间隙电压和放电状态的分析，提出了采用间隙电压作为微观驱动控制，同时利用表征放电状态的参数，即火花放电率、电弧及短路率等进行宏观调节的一种综合控制策略。其中微观模糊控制器调节进给频率，宏观模糊控制器调节进给步距。     

模糊控制系统参数选择对系统性能影响的分析及仿真

在模糊控制器设计中,合理地选择模糊控制器输入变量的量化因子和输出变量的比例因子非常重要.以二极倒立摆系统为仿真模型,分析了各参数对系统性能的影响.仿真实验表明,量化因子和比例因子的大小及其不同量化因子之问大小的相对关系,对模糊控制器的控制性能影响极大,只有将模糊控制器的量化因子综合考虑,模糊控制器才会发挥出最佳性能.     

基于MPSO的电液举升伺服系统自适应模糊PID控制

为提高电液举升伺服系统位置控制精度,提出一种基于改进的粒子群算法(MPSO)优化的自适应模糊PID控制策略。根据流体动力学原理,建立伺服阀控非对称缸系统数学模型,分析系统动态运动特性。综合考虑多种不确定扰动影响,设计自适应模糊PID(AF-PID)控制器,并通过MPSO算法对AF-PID控制器中的量化因子和比例因子进行迭代寻优。利用MATLAB/Simulink和AMESim仿真软件,搭建系统的联合仿真模型,并对所设计控制器的控制性能进行仿真验证。结果表明:相同工况下,相较于常规PID和AF-PID控制器,MPSO-AF-PID控制器作用下系统的轨迹跟踪性能最优,能更好地满足起下管柱作业需求。     

粒子群优化模糊控制器在无刷直流电机控制中的应用研究

针对模糊控制器参数在线调节方面的不足,提出了一种基于粒子群算法优化的模糊控制器,对模糊控制器参数进行全局优化,并用于无刷直流电机的控制中.系统使用电流和转速双闭环控制,速度环采用粒子群优化模糊控制器.并在仿真实验中实现控制器参数的在线调节,系统较好地实现了给定速度参考模型的自适应跟踪,具有控制灵活、适应性强等优点,同时又具有较高的控制精度和较好的鲁棒性.     

次级调节液压加载实验台的模型控制器设计

本文将模糊控制理论引入次级调节液压加载中,并针对系统的特点,设计了模糊控制器,它在传统的模糊控制器的基础上,采用了加权因子自寻优方法和ＰＩ控制策略。克服了原有控制器的响应速度慢、稳态精度不高的缺点,通过仿真研究,收到了良好的效果。     

基于GA的工程整定模糊PID烧结温度控制器

论文提出一种基于遗传算法优化的工程整定模糊PID回转窑烧结温度控制器。先根据工程整定方法简化PID算法,融合专家的人工控制经验;然后采用GA优化模糊查询表及其他相关控制参数。针对一个回转窑模型的仿真结果,表明该控制器具有结构简单,实时性强,方便融入专家控制经验,控制品质优等特点。     

基于迭代学习的直驱XY平台抗干扰复合控制

直驱XY平台在微电子封装领域有着广泛应用,针对扰动下难以实现XY平台高精密轨迹跟踪的问题,对双轴运动的轮廓误差模型以及抗扰控制机理进行研究,并提出了有效的控制方法。分析并建立了二维轨迹运动轮廓误差模型,在此基础上,单轴采用基于干扰观测器的双闭环前馈复合控制方式,轴间则利用迭代学习控制率构建基于轮廓误差的位置跟踪控制器进行协调控制。仿真结果表明,相比传统的PID控制,加入干扰观测器的双闭环前馈复合控制能实现更高的位置跟踪精度,且具有更好的抗干扰能力;经过1次迭代学习过程后,最大轮廓误差降低到2~3μm,充分满足高精度XY平台轨迹运动的要求。     

Chatter suppression by adaptive speed modulation

In this paper a PD fuzzy logic controller is designed and implemented to suppress chatter in peripheral milling. The controller selects combinations of the amplitude and frequency of spindle speed modulation, online, to keep a chatter indicator, the R-value, close to a prescribed set point. The controller was successful in suppressing chatter at certain operating points. The effect of the control action delay time and the degree of process instability on the controller performance were addressed through simulations and experiments. At some operating points the controller resulted in an oscillatory behaviour of the process and the R-value fluctuated significantly. Stability lobes were used to explain this phenomenon. Strategies for enhancing the performance of the controller were proposed.     

高精度电液比例阀控缸位置伺服系统控制器的设计

设计了一种由反馈控制器和前馈控制器组成的适用于电液比例阀控缸液压位置伺服系统的控制器，前馈控制器根据动力机构的传递函数来设计，反馈控制采用了一种新型的模糊-PID控制器。试验结果显示，采用该控制器的电液比例阀控缸系统获得了较高的位移跟随精度，从而证明了本文所设计的控制器是有效的。     

基于人体动态行为的智能跟随轮式机器人研究

为实现对人体的自动跟随,设计一种基于人体动态行为的智能轮式机器人。以STM32F103CET6作为核心处理器,采用四轮驱动方式,结合多种感应器使其具备智能跟随避障、无线遥控等功能,通过角度传感器获取手持控制器的角度信息,利用超声波测距传感器获取手持控制器与机器人之间的距离,从而得出手持控制器与机器人之间的具体方位信息,获取人体动态行为,采用PID控制算法控制机器人四轮速度,实现机器人对手持控制器的距离和角度的精准跟随。跟随试验结果表明:此系统稳定性强,跟随平均绝对误差为3.9 cm,能够准确灵活地跟随目标移动。     

Robust contouring control for biaxial feed drive systems

Contouring control is an effective method of providing precision machine tool control, and various such methods have been proposed to date. However, most existing methods require prior exact knowledge of feed drive dynamics. This paper presents a robust contouring control system design that takes into account dynamics modelling errors and disturbances such as friction. We first present a controller design for biaxial feed drive systems that enables assignment of controller gains, for reducing the error component orthogonal to the desired contour curve, independent of the tangential error component. Although this design provides better control performance with small control input variance, an inherent contour error exists because of the difficulty in calculating the exact contour error for any contour curve in real time. To address this problem, a reference adjustment method is used to estimate the actual contour error. A robust contouring controller is proposed based on the variable structure control. The effectiveness of the robust controller is demonstrated by experimental results using circular and non-circular contour curves.     

基于神经网络的直流电动机位置控制

本文研究了三层对角回归神经网络（DRNN）用于直流电动机实时控制的方法，首先，采用动态反传算法训练神经网络以辨识直流电动机的逆模型，然后将这一训练后的网络作为前馈控制器与常规反馈控制器一起输出控制电压以控制系统跟踪位置或速度指令，该算法简单，计算量小，适于实时控制，实验经表明了该方法的有效性。     

三相并网Z源逆变器的模糊PR控制

常规比例谐振控制器被广泛用于有源电力滤波器以及逆变器中,但是它在交流基波频率处增益无穷大,这将会引起稳定性问题。针对三相并网Z源逆变器的并网控制,提出一种新颖的模糊比例谐振控制策略,实现比例谐振控制器参数在线自整定,给出了控制系统的模型及实现过程。与常规比例谐振控制进行仿真比较,结果表明:模糊比例谐振控制策略具有稳定性好、动态响应快、稳态精度高、谐波抑制能力强的优点,证实了该策略的可行性和有效性。     

模糊PID控制器在液压万能试验机上的应用

液压万能试验机是一种典型的非线性时变系统，如单独采用常规PID控制器或模糊控制器对试验过程进行控制，很难获得好的控制效果。本文设计了一种模糊PID控制器，将其应用在液压万能试验机的改造上，仿真和实际应用证明该控制器有较好的应用效果。     

基于直线音圈电机运动平台的线性自抗扰控制研究

运动平台是机床设备中重要的组成部分，广泛使用的机械导轨式运动平台定位精度难于突破微米级，摩擦是影响机械导轨式运动平台定位精度的主要原因。为解决摩擦作用导致的运动平台动态性能难以提升的问题，针对直线音圈电机运动平台设计了一种线性自抗扰控制器。将PD控制器和带模型信息的扩张状态观测器相结合，带模型信息的扩张状态观测器可以根据控制输入量和位置误差估计出平台运动过程中受到的摩擦力，并在控制输入量中进行补偿。该观测器很好地补偿了摩擦扰动，从而提高了系统的鲁棒性和跟踪性能。仿真实验表明：该线性自抗扰控制器与PID控制器相比，可有效提高直线音圈电机运动平台的动态性能。