高速开关阀驱动的气动肌肉关节的滑模变结构跟踪控制

建立了PWM高速开关阀控制的气动人工肌肉单关节的4阶SISO动态数学模型，针对实现轨迹跟踪目标，采用输入输出线性化方法得到相对阶数为3的等价系统，该等价系统零动态渐近稳定。由于系统具有参数不确定性和未建模动态特性，采用了带积分的滑模变结构控制。实验结果表明，采用基于等效降阶模型的鲁棒控制，当模型存在误差时，能在关节的整个运动范围内实现较高精度的轨迹跟踪，且对气源压力和负载变化等外加干扰具有良好的鲁棒性。     

气动高速开关阀动态压力特性仿真与试验研究

为解决传统方法存在的高速开关阀动态特性获取困难及实用物理意义不明确等问题,提出了以控制腔压力转折点为标志,以开关压力传递延迟时间与充放气过程压力建立时间来描述高速开关阀的动态压力特性.基于高速开关阀的电磁、机械、气体传动3个组成模块建立了数学模型,通过Matlab仿真对阀控压力腔容积大小、阀芯横截面积等影响高速开关阀动态压力特性的因素进行了分析,并研制了一高速开关阀动态压力性能测试平台以验证数学模型的正确性.试验与仿真结果吻合,表明所建立的模型和测试系统是有效的.当管路长径比为10~15时,阀控腔动态压力特性可以较好地反映阀芯开启与关闭延迟时间.     

气动人工肌肉关节的建模与仿真

为降低传统气动系统的成本，设计了气动人工肌肉(PMA)驱动的单自由度(DOF)运动关节系统.在研究PMA和脉宽调制(PWM)高速开关阀特性的基础上，建立了系统的多输入4阶仿射非线性数学模型.仿真分析了系统在不同输入控制量下的静、动态输出特性，并分别研究了摩擦力、负载、气源压力和工作容积4个主要因素对系统特性的影响.仿真结果表明，该系统开环稳定，且不论摩擦力存在与否，系统输入输出都存在着良好的静态线性关系，但静摩擦力影响稳态输出值，增加负载或减小气源压力都将引起系统超调和震荡加剧，而减小PMA内部的工作容积可以提高系统响应.     

气动人工肌肉关节的饱和自适应鲁棒控制

为了实现脉宽调制(PWM)高速开关阀控制的气动人工肌肉单关节的轨迹跟踪,采用了一种基于不连续映射函数的饱和自适应鲁棒控制(SARC)策略.针对非线性系统中存在的参数不确定性和未建模特性,结合确定性鲁棒控制和自适应控制,保证了控制系统全局稳定性,减小了由于参数的不确定造成的系统不确定性.仿真结果表明,在多组不同建模误差和外加干扰影响下,闭环系统状态都能在有限时间内到达并保持在期望的收敛域内,施加参数自适应律能显著提高跟踪性能     

复杂精确实时控制的通用实现方法

Windows操作系统具有良好的用户界面和丰富的接口函数,节省开发时间和难度,但是由于其不是一个实时操作系统,开发实时控制软件较困难,而某些复杂控制算法涉及到矩阵运算等,采用一般的程序语言实现较繁杂,执行效率不高且易出错。本文基于ActiveX控件技术,介绍了一种在Windows环境下结合MATLAB的强大科学计算功能,实现复杂精确实时控制的实现方法,该方法具有很强的通用性,可以给广大科技工作者和工程人员提供一定的帮助和参考。     

客车ABS气压电磁阀动态性能检测系统的设计

首先分析了ABS气压电磁阀的工作原理，设计研制了客车ABS气压电磁阀测试系统，在此基础之上测试了某型号ABS气压电磁阀的响应特性。测试结果证明了所设计的ABS气压电磁阀测试系统的有效性。     

气动人工肌肉的发展趋势与研究现状

回顾了气动人工肌肉的发展历史,总结了国内外主要研究机构的研究近况,概述了在基本特性及建模、结构优化和控制策略等方面的研究工作。研究结果表明：气动人工肌肉可以从等效做功、弹性力学等多种角度建模,通过多种结构优化改进了其性能,针对气动人工肌肉系统的不同特性,采取相应的控制策略, 如鲁棒设计、自适应控制、智能控制等。从目前的发展趋势来看,气动人工肌肉的工作机理分析和高精度控制短期内难以突破,相对而言新型结构设计及应用将得到迅速发展,可以预见在仿生、理疗、虚拟现实等诸多领域有着广阔的应用前景。     

一种复杂精确实时控制的通用实现方法

Windows操作系统具有良好的用户界面和丰富的接口函数,节省开发时间和难度,但是由于其不是一个实时操作系统,开发实时控制软件较困难,而某些复杂控制算法涉及到矩阵运算等,采用一般的程序语言实现较繁杂,执行效率不高且易出错。本文基于ActiveX控件技术,介绍了一种在Windows环境下结合MATLAB的强大科学计算功能,实现复杂精确实时控制的实现方法,该方法具有很强的通用性,可以给广大科技工作者和工程人员提供一定的帮助和参考。     

精密气体减压阀的静态特性分析

介绍了一种精密型气体减压阀的结构和工作原理,建立了该阀的静态数学模型,并根据数学模型对该阀的调压特性和流量特性进行了仿真分析。利用数学模型预测的调压特性和流量特性与实验结果相符,表明所建立的数学模型正确,可作为设计、分析与开发同类阀的依据。