可重构机械臂构型自适应控制研究

针对可重构机械臂系统存在的不确定性及不同构型下的轨迹跟踪问题,提出了径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络鲁棒自适应补偿控制算法。设计了RBF神经网络补偿控制器自适应逼近补偿系统存在的未知项;为减小控制器逼近误差及适应构型变化时的鲁棒性,在控制律中引入了鲁棒项;基于李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论设计了构型自适应调节律和鲁棒项并证明了闭环控制系统的稳定性。最后,以两种典型的可重构机械臂构型进行研究,结果表明所提算法能够适应系统构型的改变,同时有效地补偿系统存在的不确定性。     

模糊自适应控制在柔性机器人操作臂中的应用

将拉格朗日和假设模态法相结合，建立了柔性机器人操作臂的动力学方程，并提出了一种模糊自适应控制策略。在柔性操作臂末端带有不同的载荷时，分两种情况进行了控制仿真实验；定位控制和轨迹跟踪控制。与PD控制仿真实验的结果相比较，模糊自适应控制器在轨迹跟踪和振动抑制方面反映出更好的稳定和鲁棒性能。     

基于模糊滑模的机械臂鲁棒轨迹跟踪控制

针对存在外部扰动及建模误差的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于模糊滑模的鲁棒轨迹跟踪控制策略。在传统鲁棒控制器的基础上引入模糊滑模控制器取代等效控制项,解决了由初始系统误差较大引起的速度跳变、抖振等问题。其中模糊滑模控制器采用自适应模糊逻辑修正指数滑模趋近律中的常数项,可以优化滑动模态的品质,有效消除抖振。利用Lyapunov理论证明了系统的稳定性。仿真实验结果表明,该控制算法轨迹跟踪误差小,误差收敛速度快,具有良好的实时性。     

基于改进的PID算法的压电柔性机械臂振动主动控制

针对柔性机械臂的振动抑制问题,将模糊逻辑控制与增量式PID算法结合,通过模糊控制算法对增量式PID的主要参数进行在线最佳整定,从而得到增量式模糊自整定PID控制算法。通过对无反馈控制、增量式PID控制、增量式模糊自整定PID控制的分析及仿真,说明此控制方法可以使机械臂末端振幅衰减80%以上。改变机械臂的末端集中质量的结果表明:当机械臂抓取不同质量重物时,增量式模糊自整定PID控制算法仍然能够达到良好的控制效果。     

航空发动机高空模拟试验飞行高度模糊PID控制系统

针对我国航空发动机高空模拟试验飞行高度控制动态特性差、鲁棒性能差的问题,提出并建立了仿人工智能(AI)模糊PID参数在线自整定模拟飞行高度控制系统,并进行了半物理仿真(HILS)分析。试验结果证明了所设计的模糊PID控制系统实现了快速度、高精度和宽稳定裕度的统一。     

基于AMESim和Simulink联合仿真的阀控马达转速控制

为了更好地控制阀控马达系统的转速,运用AMESim和Simulink软件建立了阀控液压马达系统的数学模型,并进行联合仿真。同时对液压马达的调速控制采用参数自整定的模糊自适应PID控制策略来实现。仿真结果表明,与传统PID控制相比,在阀控马达调速系统中,模糊自适应PID控制策略下的系统响应速度更快,超调量小,抗干扰能力更强,有更好的鲁棒性。     

变论域模糊自整定PID内模控制在主汽温控制系统中的应用研究

火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大延迟和时变等特性,采用常规PID串级控制方法难以获得满意的控制效果。通过引入1／1pade级数逼近纯滞后环节,将内模控制转换为常规PID控制器的参数的整定,运用变论域模糊控制原理来整定PID参数,从而实现了变论域模糊自整定PID内模控制。它充分综合了变论域模糊控制、内模控制、PID控制的优点。通过对锅炉过热蒸汽温度控制系统的仿真研究表明,变论域模糊自整定PID内模控制的控制效果优于常规的PID串级控制,它能适应对象参数的变化,具有较强的鲁棒性和自适应能力,控制品质好。     

光电跟踪系统鲁棒自调整内模控制设计与分析

光电跟踪系统广泛应用于制导武器、航空航天观测设备以及靶场光电测量仪器等领域。针对光电成像测量时滞和模型不确定性,设计了一种鲁棒自调整内模控制算法。给出基于相位裕度和幅值裕度指标的系统控制器整定方程,分析得到了模型失配情况下的系统鲁棒稳定条件以及参数的设计准则,引入基于二次型性能指标的优化方法在线自适应调整控制滤波器参数来提高系统的控制性能和鲁棒性。在光电跟踪转台上的实验结果表明,所设计算法可有效地克服光电图像跟踪器测量时滞所造成的跟踪偏差,跟踪精度小于1密位,保证了成像传感器对目标的快速准确跟踪。     

漂浮基柔性空间机械臂协调运动的非线性鲁棒自适应控制

针对具有外部扰动与参数不确定或未知的情况,讨论漂浮基柔性空间机械臂系统的协调控制与柔性振动抑制问题。基于假设模态法对柔性臂杆进行近似描述,并利用第二类拉格朗日方程与系统动量守恒关系,推导带外部扰动的漂浮基柔性空间机械臂系统的动力学方程。以此为基础,提出漂浮基柔性空间机械臂系统协调运动的非线性鲁棒控制与非线性鲁棒自适应控制方案。此两种控制方案均可克服外部扰动对系统的影响,控制漂浮基柔性空间机械臂系统载体姿态与机械臂各关节铰完成期望的协调运动,同时有效地抑制了臂杆的柔性振动。除此之外,非线性鲁棒自适应控制方案还可以解决系统惯性参数不确定或未知的问题。系统数值仿真结果证实了所提控制方案的有效性和可行性。     

基于死区补偿的码垛机械臂控制算法

针对码垛机械臂系统中存在死区特性影响控制精度的问题,提出一种基于模糊自适应的死区补偿算法.首先,根据死区非线性特性设计模糊死区补偿器对系统中的非线性环节进行补偿和控制;其次,利用模糊自适应算法对变量进行实时整定,从而使得轨迹跟踪误差趋于零;最后,借助MATLAB对理论结果实施验证.结果表明所提的控制算法具有良好的稳定性,与其他算法相比具有更高的动、静态性能和轨迹跟踪精度.     

基于专家规则的自选择式多模态控制方法的研究

目前模糊控制和PID控制等各种控制器对于非线性过程都各有其不足.文章提出了一种将模糊控制、PID控制和Bang-Bang控制相结合的、以专家规则为选择依据的自选择式多模态控制方法,在理论分析的基础上建立了多模态控制器的控制策略,并以非线性的切削加工过程为对象,进行仿真实验.结果表明,其超调量和调节时间明显优于模糊控制,超调量和控制器自身计算时间显著少于PID控制,而且此方法具有很好的鲁棒性.     

基于PID的液体恒定控制系统

提出基于PID的液体恒温、恒压、恒流及恒液位控制系统。系统通过将传感器检测的模拟量信号进行数字量转换,经PLC以PID算法处理,输出控制量驱动负载工作,调节液体的各参数达到稳定状态。实验结果表明,该系统参数设置简便,误差波动较小,运行稳定,完全能够满足实际生产需要。     

T-S模糊交叉耦合协调运动控制研究

讨论了交叉耦合控制CCC（Cross-coupled control）算法与各协调运动轴闭环传递函数的关系，在对轮廓误差传递函数（CETF）分析的基础上，提出基于T-S模糊推理的T-SCCC控制算法。该控制算法在控制轴性能不匹配时。与常规CCC控制相比可明显减小轮廓运动误差。     

基于人机工程学的控制面板设计研究

基于人机工程学原理,讨论了控制面板显示装置和操纵装置的设计及其相合性以及它的整体布局设计。     

汽车EHB系统轮缸压力的BangBang-模糊PI控制

为了提高对EHB系统轮缸目标压力跟踪的快速性和准确性,提出了基于BangBang-模糊PI组合控制的轮缸压力跟踪方法。分析了EHB系统工作原理,建立了EHB系统数学模型;融合了BangBang控制快速跟踪和模糊PI控制精确跟踪的优势,以轮缸压力跟踪误差为阈值,提出了BangBang-模糊PI组合控制方法;跟踪前期由于误差较大,使用BangBang控制使轮缸压力迅速逼近目标值,跟踪后期由于误差较小,使用模糊PI控制实现轮缸压力精确跟踪。经仿真验证可以看出,在增压和减压过程中,组合控制方法能够快速跟踪目标压力,比模糊PI控制在耗时上减少了一倍;在保压过程中,组合控制可以实现对压力完全跟踪,克服了BangBang控制的振动缺陷。     

基于小批量的统计过程控制研究

分析了传统的休哈特控制图应用在小批量生产条件下存在的问题及其局限性。在此基础上提出了一种适合于小批量生产质量控制的新思路，并与传统的休哈特控制图方法进行了对比。证明了这种新思路应用在小批量生产过程中的可行性和有效性。     

基于DCS的精馏塔温度控制的研究

针对精馏塔底温度具有大纯滞后,大惯性时间常数且难以控制的特点,提出了一种以塔底温度－入料温度构成的串级加Smith预估补偿控制方案。该方案在μXL DCS上仿真效果良好,且具有较强的实用性。     

半主动空气悬架的非线性特性及控制算法研究

在分析空气弹簧刚度特性的基础上,建立了阻尼可调半主动空气悬架1/4车模型。针对系统的非线性特性强的特点,同时兼顾平顺性和操纵稳定性,选取理想的混合天地棚控制器作为参考跟踪模型,设计滑模变结构控制器,以弥补传统控制理论处理非线性问题时的不足。运用广义误差方程控制滑动模态,确定切换面参数,选择趋近律削减抖振现象并推导出实时等效控制力有效跟踪混合天地棚参考模型。最后通过仿真验证滑模控制算法,并与传统的Fuzzy-PID算法和混合天地棚算法进行对比分析。结果表明,该控制器能有效跟踪参考模型,同时改善悬架的操纵稳定性和舒适性,并表现出良好的鲁棒性。     

一种单入口匝道自适应模糊控制算法研究

高速公路入口匝道控制系统是一种非线性时变系统。本文基于BP神经网络和自适应模糊控制，结合MATLAB仿真工具，对一种单入口匝道自适应模糊控制算法进行了研究。深入阐述了单入口匝道自适应模糊控制算法的三层BP神经网络结构、数学模型、仿真以及其他相关算法中存在的缺陷。通过仿真实验得出结论，这种控制算法在高速公路控制上能够达到理想的效果。     

汽车主动悬架控制策略的研究

为比较最优控制、模糊控制和PID控制在主动悬架控制中的控制效果,设计了不同控制方法下的主动悬架控制器,利用ADAMS虚拟样机软件建立简化后的1／4车辆主动悬架机械模型,并和MATLAB／Simulink进行联合仿真分析,对仿真结果进行比较,指出了不同控制方法的优缺点。