高速进给的自适应滑模控制器设计

数控技术的发展要求伺服进给系统具有高带宽、强的扰动抑制能力和鲁棒性,以取得高精度的轨迹跟踪性能.设计了一种具有鲁棒性的自适应滑模控制器,利用一阶共振陷波滤波器抑制系统的共振,同时在控制环中加入摩擦前馈补偿,提高进给运动反向时的精度.最后通过实验和仿真比较了各种控制策略的优劣,验证了提出的带有摩擦力前馈补偿和陷波滤波器的滑模控制策略不仅可以获得高精度的加工轨迹,而且具有良好的抗干扰性和鲁棒性.     

电液马达伺服系统积分鲁棒自适应高精度位置控制

电液马达伺服系统中存在各种类型的扰动,包括参数不确定性和不确定非线性,制约着其高精度位置控制。针对电液马达伺服系统高精度位置跟踪控制,考虑系统的黏性摩擦特性以及外干扰等建模不确定性,提出了一种基于鲁棒自适应的电液马达伺服系统高精度位置控制策略。所提出的全状态控制器通过自适应对模型不确定性进行估计及前馈补偿,提高了系统的低速伺服性能;通过自适应对未建模干扰等不确定性的上界进行估计并前馈补偿,提高了系统对外干扰的鲁棒性。所设计的闭环控制器还能保证系统获得渐近跟踪性能,对比仿真验证了其可行性。     

电液振动台参数化前馈逆补偿控制策略研究

为了提高电液振动台的波形复现精度,提出一种参数化前馈逆补偿控制策略。首先利用频域辨识算法辨识出振动台在三状态控制下的参数化闭环传递函数,然后运用零幅值跟踪技术设计出稳定可靠的非最小相位系统逆模型,接着基于离线设计的逆模型构建了参数化前馈逆补偿控制并进行了实验研究。实验结果表明,采用参数化前馈逆补偿控制策略与三状态控制相比具有更高的波形复现精度。     

自适应遗传算法在变风量空调系统解耦控制中的应用

变风量空调系统由于节能高效的优点受到了国内外的广泛关注,而其又具有多变量、非线性、强耦合等特点,为了优化系统提高稳定性,提出了一种基于自适应遗传算法的解耦控制策略。该策略采用机理分析和系统辨识的方法并结合实验数据建立被控对象耦合特性的数学模型;通过一种类前馈的补偿方法,设计了变风量空调系统解耦补偿器的传递函数矩阵;根据系统控制性能指标的要求,设计了变风量空调系统4个控制回路的PID控制器,并使用自适应遗传算法对PID控制算法的控制参数进行了整定。继而对实际系统中4个耦合回路进行仿真分析,实验结果表明类前馈解耦有效地提高了控制系统的稳定性和鲁棒性。     

多色套准系统前馈自抗扰控制器设计

针对无轴传动凹印机对多色套准控制系统高精度和高稳定性的要求,提出了一种基于自抗扰控制(Active disturbance rejection control,ADRC)技术设计前馈控制器的方法。根据套准系统的工作机理,建立了多色套准系统的非线性耦合数学模型,并利用一阶泰勒公式对其进行了线性化。为了满足高速、高精度套准控制的要求,以建立的四色套准系统线性模型为基础,利用前馈和ADRC控制技术设计了套准系统前馈ADRC控制器,一方面采用前馈控制对各套准误差的已知干扰进行前馈补偿,另一方面采用ADRC对套准系统输入进行调节并对未知干扰进行主动估计和补偿。仿真结果表明,所设计的多色套准系统控制器有效地抑制了各种干扰对套准误差的影响,实现了高精度套准控制,具有比PID控制器更好的控制性能。     

变量泵源阀控系统的前馈自适应控制方法

变量泵源导致系统开环增益下降和动态变化,传统的反馈控制和串联校正很难使此类系统跟踪精度达到要求应用复合控制方法,可以对开环增益变化进行有效补偿,提高跟踪控制精度。运用MCS-96系列单片机技术、反馈控制、前馈控制和自适应控制原理,开发设计了数字控制器,实现了对系统的前馈自适应数字控制。试验研究结果表明,前馈自适应控制是实现变量泵源阀控系统高精度跟踪控制的有效方法。     

基于模糊PID控制策略的液压缸试验台设计

为了满足液压缸尺寸范围大的测试要求,设计了综合性能测试实验台。油源系统采用双泵容积调节供油回路,加载系统采用比例溢流阀加载,搭建了基于上下位机的测控系统及基于LabVIEW的数据采集系统。为满足换向压力稳定性要求,设计了模糊PID的压力控制器,为满足速度需求,速度控制器采用给定速度积分生成期望位移,基于速度前馈的模糊PID位移控制策略来保证运行速度。结果验证了模糊PID控制在耐久性试验中的有效性,同时满足试验台对压力、速度跟踪性能要求。     

基于单片机的数控直流电流源设计与实现

介绍利用单片机系统、D/A与A/D转换器和恒流源电路实现输出范围为20～2000mA的数控直流电流源的设计,文中给出了数控直流电流源设计框图和主要电路.采用负反馈闭环控制系统,提高了电流源的输出精度.经测试表明,所设计的电流源具有性能可靠、精度高的优点.     

基于模糊算法的四轮线控转向汽车操稳性研究

为了避免在高速公路行驶场景中极易发生的侧滑和甩尾现象,在车辆前馈比例转向控制策略的基础上提出根据横摆角速度变化量与变化率来动态调节前后轮转角补偿量的模糊控制方法,并结合闭环控制下的转向伺服电机来实现车轮的转向补偿,最后实现对传统前馈比例转向控制策略的优化。在MATLAB环境下对模糊控制的四轮转向车辆的转弯横摆率和质心侧偏角进行仿真,结果显示模糊控制下的前后轮转向补偿方法可以提高横摆角速度和质心侧偏角响应的快速性,同时又能显著降低超调量,相比前馈比例转向控制策略具有较强的稳定性。     

无缝钢管轧机电液伺服压下系统特性研究

目前国外企业已在无缝钢管轧机中普遍采用电液伺服压下系统,而国内生产的无缝钢管轧机主要采用机械压下方式。为提高无缝钢管压下系统在大负载扰动下的定位精度与动态刚度,分别提出了基于伺服阀压力增益特性的负载扰动前馈补偿和抗积分饱和复合控制方案与基于油液压缩效应的动态位置误差流量前馈补偿控制策略。通过AMESim软件建立仿真模型分析压下活塞位移对冲击载荷的响应,进而由试验结果验证所建模型的准确性。该文为电液伺服压下系统的设计提供了一定的理论和试验依据。     

一种数控直流电流源的设计与实现

设计并实现了一种数控直流电流源。该系统具有精度高、显示直观、智能化程度高、使用方便、性能价格比高和良好的实用价值等特点。     

直流变频空调控制系统中电流保护电路的优化设计

在介绍矢量180°全直流变频空调控制系统的基础上,对DC 180°正弦波驱动电路中需要考虑的电流保护问题,进行了系统的对比分析,提出了一种用于变频控制系统的独立三相电流保护电路技术;该方案技术可靠,精度高,响应速度快,由于充分利用了1个通用比较器IC的4个比较器,器件数量少,成本低。     

高精度程控电流源的设计

采用ADuC812单片机作为整机的控制单元,通过软件和外围电路设计,使程控直流电流源具备实时检测实际输出电流值的功能,并通过采样将实际输出反馈到单片机中,单片机对数据进行分析、处理后再重新调整D/A输出的值,从而达到稳流的目的。所设计的电流源还具有电流可预置、可步进调整以及可同时显示电流预置值和实测值等功能。该系统具有结构简单、工作稳定、纹波电流小、控制精度高、成本低廉、实用性强的特点。     

双极性自跟踪直流稳压电源的设计

介绍了基于MSP430单片机的数控双极性直流稳压电源的设计方法,从软、硬件两方面阐述了系统各部分组成和工作原理。系统以MSP430F149单片机为控制核心,根据设定值输出所需电压。同时,检测输出电压,利用闭环回路,对输出电压进行精密的自动跟踪调节。另外,对负载电流进行监测,实现过载保护和显示报警。     

基于MSP430F169的数控直流电流源设计

介绍了一种数控直流电流源的方案,给出了硬件组成和软件流程.采用负反馈闭环控制系统进行稳流,以MSP430F169单片机为核心控制电路,利用其内置的12位D/A模块产生稳定的控制电压、12位A/D模块完成电流测量.该电流源还具有电流可预置、可步进调整以及LCD液晶同时显示电流预置值和实测值等功能.测试表明：系统性能可靠、纹波电流小、控制精度高、实用性强.     

数字式晶闸管双环直流调速系统设计

采用单片机控制的数字式晶闸管直流调速系统,能使调速系统达到较高的控制精度,具有较好工程实用价值,通用性强,易于扩展,开发成本较低,周期较短等优点。本文从单片机硬件电路设计和程序设计方面介绍了数字式晶闸管双环直流调速系统的设计过程。本系统调速范围大、电流和转速超调量低、过渡过程时间和动态恢复时间短、启动平稳、可实现无静差度调速。     

高精度铂电阻测温系统

普通四线制铂电阻测温系统受恒流源长短期漂移、导线热电动势影响,其测量准确度难以超过0.1℃量级。本文分析了一种改进型4线制高精度铂电阻测温方法的原理误差,并设计了相应的高精度铂电阻测温系统。采用温度系数小、阻值稳定性好的参考电阻作为铂电阻阻值测量基准,消除了恒流源长期漂移引起的铂电阻测温误差;分别在正、反向恒流激励条件下测量了铂电阻上的电压,利用导线热电势大小与方向的短期不变性,对得到的两电压量求差以消除导线热电势的影响;通过半导体致冷器（TEC）控制恒流源温度来减小恒流源的短期电流漂移,进而减小其对铂电阻测温精度的影响;设计了精度高、阶跃响应速度快的分时复用式电压信号采集单元用来高精度地测量铂电阻和参考电阻上电压量的比值。等效实验和校准实验结果表明,高精度铂电阻测温系统的测量稳定性优于0.005 ℃/10 day,测量分辨力优于0.005 ℃,测量准确度为0.02 ℃（k=2）,满足超精密激光干涉测量系统提出的高精度温度测量需求。     

国内辉光放电光谱仪的研制

本文介绍了辉光放电光谱仪（GD—OES）的结构与基本原理。分别对仪器各部件（如辉光放电光源、直流恒流供能源、光学系统、自动控制系统、数据采集处理系统）的研制进行了详细地阐述。采用研制的辉光放电光谱仪分别对样品进行了成分分析和深度分析,取得了很好的分析结果。所研制的辉光放电光谱仪在光学系统的PMT负高压、直流恒流供能源、光源不同部位的不同抽速等多方面都有相应的技术创新。     

基于STC12C5A32S2和场效应管的数控恒流源设计

以STC12CSA32S2为核心,以MOS场效应管做恒流源的调整管,实现了一种数控恒流源,从系统方案分析入手,讨论了整个系统的硬件电路设计和软件实现,并给出合理地解决方案。为了提高恒流源的精度及稳定性,电路采用闭环反馈控制。测试结果表明,谊系统性能稳定,控制精度高。     

高精度低速重载飞行模拟转台的设计与实现

针对大负载、高精度、超低速的用于卫星飞行模拟的实验转台,在进行这种转台的机械结构和传动系统的设计基础上,构建了相应的高精度直流伺服控制系统。然后,建立了系统的数学模型,利用基于Lyapunov直接法的鲁棒模型参考自适应控制策略,对系统的速度稳定性进行了研究。通过实时仿真,使系统的跟踪误差渐进收敛。