基于反步控制的非线性干扰观测器的外部不确定干扰的电液位置伺服系统（英文）

由于电液系统中存在各种非线性因素以及不确定干扰,为提高电液位置伺服系统在干扰下的控制精度,以电液振动台为控制对象,建立非线性模型,利用干扰观测器对干扰力进行观测,并通过反步控制器进行削弱和补偿,利用李雅普诺夫理论保证闭环系统的全局稳定。对设计的控制器进行仿真和实验,模拟在有外界未知干扰力下的位置控制,实现对干扰的抑制。实验表明:该控制策略能够很好的提高电液位置伺服系统的跟踪性能。     

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。     

基于分数阶控制器的电液伺服系统位置控制的研究

为了适应电液伺服系统的非线性特征,提高它对期望位置跟踪的准确性,提出基于分数阶控制器的电液伺服系统位置控制方法。在对电液伺服系统进行建模的基础上,分析其工作过程,并得出伺服阀内流量的连续方程以及活塞的运动方程,建立了电液伺服系统中伺服阀的一阶模型。通过分析PID控制器,构建了鲁棒性能较好的分数阶控制器,加入了调节参数,以更好地调节控制系统的动态特性。采用遗传算法对分数阶控制器的相关参数进行调整,使其能够更好地适应电液伺服系统的非线性特征,从而控制电液伺服系统准确地对期望位置进行跟踪。实验中利用设计的分数阶控制器对阶跃以及正弦期望位置轨迹进行跟踪,以测试其控制性能。从测试结果可见:相对于粒子群控制器,采用分数阶控制器跟踪阶跃和正弦期望位置轨迹时,产生的最大超调率分别减少了7.56%和8.75%,说明设计的分数阶控制器能够较好地控制电液伺服系统对期望位置轨迹进行跟踪。     

干扰观测PID控制在电液位置伺服系统中的应用

针对电液位置伺服系统的特点及其性能要求,在传统PID控制基础上设计出一种基于干扰观测器的PID控制器.该控制器可以观测出等效干扰,并在控制中引入等效的补偿,可实现对干扰的完全抑制.在MATLAB环境下对该系统进行了动态仿真.仿真结果表明,该控制器具有很好的快速响应特性、较强的鲁棒性和较关键词:高的跟踪精度.     

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.     

基于延时补偿和三状态控制的筒盖开关盖过程控制

我国舰艇导弹发射装置开关盖部分一直以来均采用液压系统配合以开环单向控制的方式执行动作,造成动作精度无法保证,成为制约系统发展的一个重要原因。为提高开关盖过程的控制精度,以电液位置-力闭环控制系统为控制对象,利用延时补偿解决换向阀换向过程中的液压冲击问题,利用三状态控制器提高动作精度。对设计的控制器进行实验,利用两液压缸分别模拟开关盖过程中的动作和井盖重力引起的干扰力,实现对干扰的抑制,提高动作精度。实验表明:该控制策略能够很好地提高开关盖的动作精度。     

电液位置伺服系统鲁棒反馈线性化控制

针对电液位置伺服系统存在强非线性和外界干扰不确定性的问题,提出将反馈线性化与滑模控制相结合的鲁棒反馈线性化控制策略。建立了电液位置伺服系统非线性模型,利用反馈线性化技术将其精确线性化,利用滑模控制来补偿其外界干扰不确定性,同时采用最优控制理论设计了切换函数,并引入模糊控制设计了自适应指数趋近律。以时变负载力扰动为例对系统性能进行了研究,仿真结果表明:该方法有效提高系统鲁棒性、加快响应速度和削弱了抖振。     

基于延时补偿和三状态控制的筒盖开关盖过程控制（英文）

我国舰艇导弹发射装置开关盖部分一直以来均采用液压系统配合以开环单向控制的方式执行动作,造成动作精度无法保证,成为制约系统发展的一个重要原因。为提高开关盖过程的控制精度,以电液位置-力闭环控制系统为控制对象,利用延时补偿解决换向阀换向过程中的液压冲击问题,利用三状态控制器提高动作精度。对设计的控制器进行实验,利用两液压缸分别模拟开关盖过程中的动作和井盖重力引起的干扰力,实现对干扰的抑制,提高动作精度。实验表明:该控制策略能够很好地提高开关盖的动作精度。     

基于自抗扰的电液位置同步控制系统

针对液压伺服系统中的非线性和不确定特性,为了改善双电液位置伺服系统的同步性,设计了基于自抗扰控制器的速度环电液位置系统,对速度系统的内部扰动和外部扰动进行观测,并加以补偿,同时引入两侧速度偏差补偿信号,实现对速度和位置控制。仿真实验结果表明,此控制方案十分有效,具有较强的鲁棒性,动态过程同步误差小,能较好地满足被控对象对高精度同步控制的要求。     

基于MATLAB-AMESim的电液伺服系统模糊PID控制

电液伺服系统在现代工业中有广泛应用,针对实际电液伺服系统中非线性环节建模不准确这一问题,根据MATLAB和AMESim的各自特点,利用AMESim完成复杂实际系统建模,利用MATLAB进行控制器设计,对系统建立联合仿真模型。阐述模糊PID控制器的设计过程,通过仿真结果对比分析模糊PID和传统PID的控制性能。结果显示:在变负载电液伺服控制系统中模糊PID控制器在快速性、控制精度等方面具有更好的控制性能,并且提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力。     

电液位置伺服系统的模糊CMAC神经网络控制研究

本文提出了一种模糊ＣＭＡＣ神经网络的结构和算法。该网络通过权系数的在线学习,实现修正模糊逻辑。将此网络作为前馈补偿单元,与ＰＤ控制器一志构成一种自学习控制器,并对带有未知负载干扰的某电液位置系统进行动态仿真。结果表明,该控制器具有强的鲁棒性以及良好的跟踪特性。     

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。     

基于自适应反演的电液伺服系统设计

研究了电液位置伺服系统的自适应反演控制策略.针对电液位置系统的非线性数学模型,采用反演设计算法并设计GCMAC神经网络逼近系统不确定性,从前向后逐步递推得到了系统的控制Lyapunov函数.基于Lyapunov稳定性理论,给出了鲁棒自适应控制律和GCMAC神经网络权值调整算法,确保系统稳定且输出跟踪误差渐近收敛于零.仿真结果证明了该控制策略的有效性.     

基于ESO的电液位置伺服系统自适应反步滑模控制

针对阀控电液位置伺服系统具有的不确定参数、外部干扰、系统状态不可测问题,在反步控制的基础上,同时引入滑模控制理论,提出一种带有ESO(扩展状态观测器)的自适应反步滑模控制策略。建立系统的非线性状态空间方程,基于系统模型设计出一种ESO,对速度值以及外干扰进行有效估计,同时引入自适应算法对系统不确定参数进行在线估计,设计出不确定参数的自适应律,通过Lyapunov稳定性定理证明所设计的控制器的稳定性。最后,仿真研究表明所设计的控制器能够对速度以及外干扰进行有效估计,并且具有较高品质的位置跟踪能力。     

一种用于液压伺服系统位置跟踪的混合模型预测控制器设计

为了提高液压伺服系统对目标位置的跟踪准确度,设计一种用于液压伺服系统位置跟踪的混合模型预测控制器。首先,通过对液压伺服系统建模,分析其组成结构,建立液压缸与伺服阀的运动学模型。然后,对传统模型预测控制器的工作状态进行分析,获取其对应的线性时不变模型。并在传统模型预测控制器的基础上,利用通过布谷鸟搜索算法改进的PID控制器,设计了混合模型预测控制器。最后,利用所设计的混合模型预测控制器,对阶跃、方波以及不规则信号产生的目标位置轨迹进行了跟踪测试。测试结果显示:所设计的混合模型预测控制器不仅能够跟踪多种信号产生的目标位置轨迹,而且跟踪准确度较高、波动性较小;混合模型预测控制器在跟踪阶跃、方波以及不规则信号产生的目标位置轨迹时,相比传统模型预测控制器的跟踪结果,最大偏离度分别减小了6.77%、17.39%、19.64%,说明所设计的混合模型预测控制器能够控制液压伺服系统对目标位置进行良好的跟踪。     

基于自抗扰控制的直驱电液伺服系统仿真研究

针对直驱式电液伺服系统中存在的非线性特性和外部扰动导致系统流量供给不平衡问题,基于自抗扰控制理论,提出一种基于三阶线性自抗扰控制的液压缸位置控制方法,实现直驱式电液伺服系统电机转速与液压缸位置的闭环控制。同时针对传统系统建模不精确导致控制效果差的问题,在理论分析的基础上,结合电液伺服系统的性能和实际工况,基于AMESim建立直驱式伺服液压系统仿真模型。通过建立AMESim和Simulink的联合仿真模型,验证控制器的有效性。结果表明：该控制策略可以有效消除由于流量供给不平衡导致的液压缸在换向运动时出现位移波动,液压缸位移的平均绝对百分比误差为4.4%,较好地实现位置跟踪。在外负载扰动的情况下,系统具有较强的抗干扰能力,从而保证系统的稳定性。     

基于观测器的压边装置自适应滑模同步控制

为了提高并联旋压机压边装置在外部扰动未知条件下的位置控制性能及抗干扰能力,提出了一种基于扰动观测器的自适应滑模同步控制方法。首先,针对电液比例位置控制系统存在未知扰动及部分参数无法预知的问题,设计了一种非线性扰动观测器,用以对扰动和未知参数进行估计和补偿。在此基础上设计了一种基于交叉耦合策略的滑模同步控制器,用以降低单液压缸位置误差及双液压缸同步误差,保证系统鲁棒性。此外,引入了一种滑模自适应趋近律,用以缩短滑模趋近时间,降低系统抖振。最后利用Lyapunov函数证明了控制系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的控制器能够实现精确的同步位置控制,在持续扰动作用下仍然具有良好的性能。     

基于模型参考模糊自适应的电液位置伺服系统鲁棒控制研究

针对电液位置伺服系统存在的参数变化及外力扰动，引入模型参考模糊自适应机构，构成模型参考模糊自适应控制，即MRFAC，仿真实验表明，与传统PID相比，该方法可以有效抑制参数扰动及外力干扰，具有很强的鲁棒性。     

基于重复控制补偿的电液位置伺服系统PID控制

针对典型电液位置伺服系统,设计了基于重复控制补偿的PID控制器,并通过计算机仿真,再现了系统跟踪正弦信号时的系统响应。仿真结果表明,在该控制器下,电液位置伺服系统具有良好的动态性能。     

数控机床直线电机进给伺服驱动的摩擦力和扰动抑制措施

针对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)直接驱动数控机床伺服系统,提出了一种基于摩擦力和扰动补偿的零相位误差跟踪控制策略.以解决摩擦力和扰动对系统性能的影响.零相位误差跟踪控制器保证了快速性,使系统实现准确跟踪;而补偿制器克服了摩擦和扰动等不确定性影响,保证了系统具有较强的鲁棒性和定位精度.仿真结果表明,该种控制方案较好地改善数控机床进给的定位精度和跟踪性能.