考虑输入饱和和状态受限的九索并联机构自适应容错控制

针对一种用于月面起飞模拟的九索驱动并联机构,在考虑输入饱和和状态受限的情况下,采用基于反步法的自适应容错控制方法（Adaptive fault tolerant control,AFTC）设计九索并联机构控制器,提升索并联机构在驱动系统故障状态下的运行性能。控制器设计过程中,以乘性误差和加性误差的形式描述驱动系统故障对控制信号的影响,设计带有指令滤波器的辅助系统确保控制信号满足输入饱和条件,采用正切型界限李雅普诺夫方程（Tan-type barrier Lyapunov function,tan-type BLF）设计控制器确保动平台状态满足限制条件。仿真试验表明,基于AFTC方法设计的控制器可以有效辨识控制信号中的乘性误差和加性误差,在考虑输入饱和和状态受限的情况下,位置误差和姿态误差均可以被控制在一定范围内,同时保证控制过程中,九索并联机构索力连续变化且满足索力限制条件。     

基于Matlab/Simulink的电液位置伺服系统可视化仿真

建立了液压位置伺服系统的动力学模型。针对液压伺服系统难以精确控制的特点,把模糊控制理论引入了伺服系统,构造了模糊推理系统,设计了二维模糊控制器。基于Matlab/Simulink软件平台对电液位置伺服系统进行了可视化仿真,仿真结果显示所设计的二维模糊控制器在电液位置伺服系统中取得了良好的控制精度和稳定性。为研究设计多维模糊控制器以及多输入多输出模糊控制系统（MIMO）提供了思路和方法。     

地基大口径望远镜伺服系统的抗扰动设计

针对地基大口径望远镜伺服系统的抗扰动问题,提出了一种抗扰动控制算法。该算法采用双闭环控制结构:内环为高带宽的电流环,采用PI控制器;外环为速度环;采用线性自抗扰控制器,通过线性扩张状态观测器辨识出系统扰动,然后将该扰动前馈到系统控制量中去,构成复合校正系统。为解决大动态输入引起的控制器饱和问题,状态观测器的输入控制量加入了抗饱和控制算法,保证了系统的稳定性和良好的动态特性。仿真和实验结果表明:与传统的PI控制器相比,引入抗饱和功能的自抗扰控制器在高低速均可以获得良好的动态性能;在低速平稳跟踪实验中,速度波动误差(RMS)由0.000 68(°)/s降低到0.000 32(°)/s。实验结果证明提出的方法能够有效提高伺服系统抗扰动能力和速度跟踪的平稳性。     

反演滑模控制在BLDCM伺服系统中的应用

无刷直流电机（BLDCM）由于其优越的性能而广泛应用于伺服控制系统中,但在一些不确定伺服系统中,参数摄动和外加干扰影响了系统的动、静态性能和鲁棒性。针对这一问题,将反演控制方法与滑模控制方法相结合,对名义模型设计反演控制器,实际系统的不确定部分由滑模控制器来补偿,从而实现了伺服系统的鲁棒控制。仿真实验结果表明,该控制器增强了无刷直流电机位置伺服系统的抗干扰能力和鲁棒性,控制输出能快速平稳地跟随参考位置信号。     

基于交叉耦合与迭代学习的伺服系统运动控制研究

针对数控机床进给伺服系统各轴动态响应不一致,导致零件加工精度降低的问题,对数控机床进给伺服系统运动控制进行了研究。采用了迭代学习控制与交叉耦合结构相结合的控制方法,设计了进给伺服系统单轴位置环的迭代学习控制器,抑制了单轴跟随误差,设计了多轴的变增益交叉耦合迭代学习控制器,来抑制多轴轮廓误差;利用在MATLAB/SIMULINK环境中搭建的仿真模型,对三叶玫瑰曲线轨迹进行了跟踪验证;将所设计的控制器与其他控制方法进行了对比分析。研究结果表明:与其他控制方法相比,所设计的控制器跟踪曲线的最大轮廓误差和平均轮廓误差都得到了降低,证明所设计的单轴和多轴运动控制器能够实现降低轮廓误差,提高零件加工精度的目的。     

基于FANUC数控系统前馈控制提高数控机床控制精度的研究

常规的数控伺服系统的指令滞后问题导致加工指令轨迹同实际轨迹存在形状误差。通过理论计算和实际应用认为:在数控伺服系统中引进前馈控制(即把前馈控制器置于系统的输入端)方法是消除这种不稳定和精度误差最有效的方法。阐述了伺服系统前馈控制技术的设计原理和具体方法。     

电液力伺服系统自适应抗扰控制研究

考虑到电液伺服系统中存有各种非线性因素、不确定干扰以及参数时变,为了提高干扰下电液力伺服系统的控制精度,以电液伺服振动实验台作为控制对象,构建其非线性模型,同时使用参数自适应率对不定参数进行补偿,并在反演控制器中引入滑模控制以降低系统的干扰敏感性,利用Lyapunov理论保证闭环系统的全局稳定。对设计的控制器进行实验,模拟在有未知外部位置干扰下的力控制,提升系统的稳定性。实验结果证明,此控制方法能够有效地提升电液力伺服系统的抗干扰跟踪性能。     

基于改进遗传算法的伺服系统自抗扰控制研究

针对传统PID控制不能满足数控进给伺服系统对控制性能的要求,提出将自抗扰控制器引入伺服进给系统的设计方法,采用改进遗传算法对自抗扰控制器参数进行整定优化。仿真结果表明采用改进遗传算法优化的伺服进给系统自抗扰控制器具有良好的控制性能和鲁棒性,所提出的数控伺服系统自抗扰设计方法有效可行。     

输入受限的轧机液压伺服系统多模型切换控制

针对轧机液压伺服系统随工况变化所引起的弹性刚度系数及外负载力跳变问题,在输入受限的情况下,提出了一种具有L2增益的鲁棒抗饱和多模型切换控制策略.首先,建立了轧机液压伺服位置系统在不同工况下的多模型集;其次,应用共同Lyapunov函数及稳定性理论证明了输入受限切换系统具有L2增益稳定性,并采用LMI方法设计了抗饱和状态反馈控制器.基于切换易实现原则,根据液压缸压力的变化作为各子控制器切换的依据.仿真及实验研究结果验证了本文所设计控制策略的有效性.     

基于定量反馈理论(QFT)的三轴仪轴向力伺服控制系统的研究

以电液伺服三轴仪伺服轴向力的伺服系统为研究对象,采用定量反馈理论(QFT)设计的鲁棒控制器进行控制其设计,并利用AMESim软件建立液压系统的动态数学模型,代替传统的传递函数所建立模型的进行联合仿真。研究表明,QFT控制器可以有效抑制参数扰动,如弹性负载刚度变化、油液有效体积弹性模数变化,系统摩擦力变化。工程上易于实现,可以有效地改善伺服三轴仪的控制性能。     

神经滑模控制在转台伺服系统应用

以直流电机为执行机构,分析了飞行仿真转台伺服系统的数学模型。滑模控制具有对系统扰动和参数摄动的自适应性,可实现伺服系统的快速响应,同时有效克服低速状态下摩擦力矩的影响。系统抖振问题是滑模控制的突出问题,利用径向基神经网络的非线性逼近能力,给出以切换函数为网络输入,以滑模控制器为网络输出,构建了神经滑模控制器,软件仿真结果表明所设计的滑模控制器能达到较好的控制品质,有效的克服系统抖振和外部扰动,实现系统低速摩擦补偿。     

低惯量电-机械转换器动态特性研究

设计基于DSP永磁盘式步进电机控制系统,并将该系统作为数字伺服阀低惯量电-机械转换器,采用位置和电流双闭环反馈控制研究其动态特性。实验结果表明:该电-机械转换器在100%幅值下阶跃响应达到3.5ms;25%幅0值下对应相位角滞后90°频宽达到275Hz。     

电液伺服系统RBF神经网络滑模控制

针对阀控液压缸位置伺服系统非线性导致模型参数确定困难及干扰问题，在分析三阶位置控制的电液控制系统原理及模型的基础上，引入神经网络的RBF 径向基控制模型和自适应滑模算法，同时考虑了非1负反馈参数，建立了基于RBF 神经网络滑模控制的电液伺服控制系统数学模型。通过选取合适的Lyapunov 函数，分析了系统稳定性，解决了参数未定及挠动情况下的电液伺服系统控制器设计问题。仿真结果证明，所设计的控制器使系统的输出对给定信号的跟踪精度高，响应快，具有较强的鲁棒性。     

Position control of a rodless cylinder in pneumatic servo with actuator saturation

In this paper, positioning control of a rodless cylinder in pneumatic servo systems with actuator saturation is investigated via an active disturbance rejection control. A linear extended state observer is designed to estimate and compensate strong friction force and other nonlinearities in the pneumatic rodless cylinder system. An actuator saturation linear feedback control law is developed to further improve the control performance. Furthermore, a linear matrix inequality-based optimization algorithm is employed to estimate a strictly invariance set for the closed-loop system. Experiment results with response time 0.5 s and accuracy 0.005 mm for a 200 mm step signal demonstrate the effectiveness of the proposed control strategy.     

基于PC＋PCI的直流伺服系统测试平台的设计

介绍了由计算机与研华科技的PCI1721、PCI1753板卡组成的直流伺服系统的测试平台。计算机软件使用了Visula C＋＋高级编程语言,实现增量式PID控制算法,并利用积分分离的方法解决了电机PID控制中出现的积分饱合问题。该设计目前应用于某型雷达的伺服控制系统中,取得了满意的控制效果。     

图像拼接技术在爬壁机器人位置伺服控制系统中的应用

针对传统爬壁机器人对裂缝图像拼接效果差而导致位置控制结果不精准、工作效率较差的问题,提出基于图像拼接的爬壁机器人位置伺服控制系统.选取 STM３２F１０３RCT６ 为主控芯片,采用气动方式设计机械气动结构,利用 PLC 位置伺服控制器实现故障电路检测.设计视觉控制平台,避免强电磁场影响.软件部分依据 CCD 相机实现机器人视觉监测,采用图像拼接技术删除相邻图像的边缘处重叠部分,实现对墙壁裂缝的准确监测,利用机器人运动速度及机器人预设位置轨迹计算爬壁机器人的位置伺服控制值,将该值传输至系统硬件,实现位置伺服控制.由实验结果可知,所设计系统对裂缝全景图像拼接的精准度较高,机器人的位置伺服控制准确率为 ９７．５％ .     

基于干扰观测器的电液伺服系统反馈线性化滑模控制

为抑制电液伺服系统中各种非线性因素及不确定干扰,提出了基于输入输出反馈线性化的滑模控制与非线性干扰观测器相结合的控制策略以提高其位置控制跟踪精度。以电液振动台为试验对象,建立其非线性控制模型,利用李雅普诺夫稳定性理论保证了位置闭环系统的全局稳定性。利用MATLAB/Simulink对设计的控制器进行了仿真验证,结果验证了提出的控制器的可行性。为了模拟实际环境下存在不确定干扰,在位置电液系统基础上增加了电液加载系统,开展了试验研究。结果表明,该控制器能有效的提高干扰下电液伺服系统的位置跟踪性能。     

电液伺服控制摩托车随机疲劳试验台的研究

分析了摩托车随机疲劳试验台的基本原理与结构特点,并针对其电液伺服系统建立了一种新的疲劳模拟时域控制方法,设计了多级递阶模糊控制器来控制试验台跟踪期望输入信号,以最终实现对电液伺服系统的实时控制.最后在试验台上进行了多种规格摩托车的振动试验,试验结果证明该试验台完全满足摩托车可靠性试验要求,为摩托车零部件及整车疲劳试验提供了新的方法.     

液压软管脉冲试验机电液伺服系统的设计与研究

随着我国飞机、汽车、工程机械的快速发展,对液压系统的管路及附件的耐压性、抗冲击性及其可靠性提出了更高的要求。根据对液压软管的液压脉冲实验要求设计了液压软管压力脉冲试验机电液伺服系统,并针对正弦波、水锤波的不同类型输入信号对系统进行了仿真研究,根据试验机周期性测试任务以及电液伺服系统非线性的特点,采用了重复控制和PID控制的复合控制策略,仿真结果表明此控制方法可以提高压力跟踪精度、动态特性和系统的鲁棒性。通过设计基于LabVIEW虚拟仪器和PLC的测控系统,对系统进行实验研究。仿真结果和实验结果研究相比表明,所设计的液压伺服系统可以满足用户提出的严格测试要求。     

基于PLC的模切机同步控制系统设计

介绍了以PLC为控制核心的速度同步系统.系统采用增量式旋转速度编码器和交流伺服电机组成闭环控制,交流伺服电机采用矢量控制变频调.该系统较好的解决了模切机模切部分刀辊和胶辊线速度同步的问题,提高了模切机的模切精度.