直驱泵控电液位置伺服系统模糊滑模控制仿真与实验研究

针对直驱泵控电液位置伺服系统采用普通滑模控制存在高频抖振现象以及跟踪控制性能欠佳的问题,在普通滑模控制的基础上引入模糊控制量来柔化控制信号,从而削弱滑模切换时产生的剧烈抖振,提高电液位置伺服系统控制精度和稳定性。设计了比例切换模糊滑模控制器,实现了利用模糊控制输出项柔化滑模切换控制。采用滑模控制和模糊滑模控制对单位阶跃响应和余弦跟踪特性进行了仿真与实验研究。结果表明:模糊滑模控制能显著提高直驱泵控系统的动态响应速度和稳态控制精度,增强系统的鲁棒性,削弱普通滑模控制存在的高频抖振现象。     

电液位置伺服系统的自适应滑模鲁棒跟踪控制

针对存在参数不确定性的电液位置伺服系统的跟踪控制问题，基于滑模控制理论，提出了一种具有参数自适应能力的自适应滑模控制方法。通过自适应方法，来消除参数不确定性对系统控制性能的影响，进而实现鲁棒控制。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了自适应滑模控制系统的渐近稳定性。将该方法应用于某疲劳试验机电液伺服系统的跟踪控制，仿真和实时控制结果证明了该方法的有效性。     

基于滑模自适应控制的电液位置伺服系统低速性能改善

在低速、超低速运行时,电液伺服系统受到以摩擦力为主的干扰力矩和参数不确定性等扰动,进而影响电液位置伺服系统的低速性能。该研究从低速平稳性和跟踪精度两个角度出发,分析了电液位置伺服系统低速性能的主要影响因素,提出了一种滑模自适应控制方法。并将该方法应用于某硅钢厂电液单辊CPC系统,进行了仿真。研究表明,在考虑系统非线性、扰动及参数不确定性的情况下,该研究的滑模自适应控制方法能够有效地抑制抖振并获得伺服系统的低速平稳、快速跟踪。     

基于Backstepping的电液伺服系统多级自适应滑模控制

针对电液伺服系统的非线性特性、系统参数及外部负载的非匹配不确定性,在电液伺服系统的位置跟踪控制中,提出了基于Backstepping逆向递推技术的多级自适应滑模控制方法,应用Backstepping的逆向递推方法有效地解决了高阶系统的控制问题,并结合了自适应方法和滑模控制方法各自优良的抗干扰特点。仿真结果显示,该控制方法具有较强的鲁棒性及良好的跟踪性能。     

自学习模糊滑模控制及其在电液伺服系统中的应用

针对一类不确定性非线性系统的跟踪控制问题,应用模糊逻辑系统来逼近滑模的等价控制,提出了一种具有自学习能力的模糊滑模控制方法。通过在线学习,动态地更新模糊控制的规则,使得模糊控制的输出沿使滑模渐近稳定的方向逐步逼近滑模的等价控制,证明了自学习模糊滑模控制系统在李雅普诺夫意义下的渐近稳定。把这种方法应用于电液伺服系统的跟踪控制,仿真和实时控制结果表明:该方法明显优于常规滑模控制并能获得满意的跟踪精度和稳定性。     

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。     

管捆成形电液系统自学习粗糙-模糊PID控制研究

针对浙江大学研制的智能管捆成形电液位置伺服系统,应用粗糙集数据分析的理论,提出一种有自学习能力的粗糙-模糊PID控制方法。该方法无需人为经验干预,可以直接根据从数据中提取的规则,将输入映射到输出子空间来进行控制规则的动态自学习。把这种方法应用于管捆成形电液位置伺服系统的同步跟踪控制,实际的运行结果表明,该方法明显优于常规模糊PID控制,并能获得满意的稳态和动态单缸位移跟踪和双缸同步控制精度。     

永磁同步电机的模糊滑模控制

为了实现高性能永磁同步电动机伺服系统快速而精确的位置跟踪控制,在滑模控制策略中引入模糊控制算法,设计了基于模糊规则的滑模控制器;并通过理论分析和控制仿真,证实了模糊滑模控制很好地解决了抖振问题,对参数变化和负载扰动具有很好的鲁棒性,永磁同步电机可获得很好的位置跟踪效果。     

改进PSO算法优化的电液位置伺服系统滑模控制

针对电液位置伺服系统因参数不确定性、复杂时变性与非线性而导致控制性能不佳的问题,提出了一种基于改进PSO算法的电液位置伺服系统滑模控制方法。建立电液位置伺服系统的误差状态空间方程,通过设计滑模面和控制律推导出滑模控制器结构,利用李雅普诺夫函数验证了控制器的稳定性,采用柯西变异和自适应速度更新策略改进了PSO算法,并把改进后的PSO算法应用至滑模控制器中进行参数优化,基于AMEsim/MATLAB联合仿真研究了几种方法下系统对位置的跟踪情况。结果表明,相比于PSO算法和APSO算法,改进PSO算法寻优性能更好,从而验证了该方法是有效的;通过对比分析,采用改进PSO算法的滑模控制器极大地提高了系统的控制性能,在抑制抖振的同时实现了系统对状态轨迹的快速精确跟踪。通过现场试验研究,验证了所提方法的应用可行性。     

电液伺服系统的模糊变结构跟踪控制研究

针对电液伺服系统的跟踪控制问题,给出了一种模糊变结构控制的设计方法。在常规的变结构控制中引入模糊控制,有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振,而不牺牲滑模控制系统对参数变化和外干扰不确定的强鲁棒性。仿真结果表明了该控制方法的有效性。