适合于纳秒激光微加工的压电陶瓷微位移平台

针对纳秒激光微加工的具体要求,设计了一种压电陶瓷的微位移工作台控制系统,它是由压电陶瓷、柔性铰链机构和DSP控制系统组成。基于TMS320VC33的DSP作为控制中心,主要用于对采集到的位移信号进行处理,通过PID算法控制微动平台的移动距离。将该微位移平台安装在纳秒激光微加工机上,与原系统配合进行加工,可以有效改善微结构加工的效果。     

主轴微细超声振动系统的微振幅测量

在微细超声加工与微细超声振动辅助加工中,微振幅是关键的加工参数,直接影响到加工精度与加工效率。对于只有几μm甚至更小的振幅,很难用传统的振幅测量方法测量出来。针对主轴微细超声振动系统输出的微振幅,提出了一种新的微振幅在线测量方法。利用精密微三维运动平台的高分辨率,将平台A轴的运动与微细工具所受实时力结合起来,使其形成闭环运动控制系统。通过设定相同的接触力,计算有超声与无超声作用于微细工具A轴坐标值的变化,即可获得微细工具的振幅值。应用这一新的振幅测量方法,成功地测量出精确到0.1μm的振幅值。     

压电微定位平台建模及控制方法研究

压电陶瓷驱动器本身具有的迟滞特性给微纳操纵技术的发展带来了严重影响,为提高压电微定位平台的高精度轨迹跟踪控制,文章首先从PZT的电学特征及压电微定位平台的动力学特性两方面进行分析,建立了压电微定位平台的数学模型。基于传统PID控制算法,提出了一种自适应模糊PID控制算法,在该算法中充分运用模糊控制理论的方法对PID的3个参数进行在线自调整。实验结果表明,自适应模糊PID控制方法较传统PID控制降低了系统超调量,缩短了系统响应时间。     

模糊控制系统在电化学放电线切割加工的 应用研究

针对电化学放电线切割加工方法,基于润湿的供液方式,搭建了基于力信号反馈控制进给的加工实验平台,设计了基于力信号反馈控制进给速度的模糊控制系统,并将模糊控制系统应用到力信号反馈控制进给的加工实验平台上,进行了微槽加工实验,发现与PID控制算法相比较,模糊控制系统有效改善了微槽两侧的过切现象,显著提高了加工效率,验证了模糊控制系统在电化学放电线切割加工过程中的实用性。     

微小型结构件的微细切削技术

高深宽比微小型结构件是微小型系统的重要组成部分。微细切削技术是面向金属与合金等非硅材料微小型结构件精密加工需求的关键技术。本文结合微小型结构件的特点和加工需求,分析了微细切削的主要形式、适用范围和技术体系。在此基础上讨论了微细切削在加工材料、三维加工能力等方面的技术优势,以及在加工精度和批量生产能力等方面的局限性。认为微机电引信和微惯性器件将是微细切削的主要应用方向。     

智能微位移主动隔振模糊PID控制系统

为了解决精密加工设备的微位移隔振问题,研制了一种以压电陶瓷为作动器的智能微位移主动隔振系统。在现有数据采集系统和激振器的基础上搭建了相应的实验平台,提出将模糊-比例积分微分(fuzzy-proportional integral derivative,简称Fuzzy-PID)算法理论应用到微位移的主动隔振控制中,在实验室虚拟仪器工程平台(laboratory virtual instrumentation engineering workbench,简称LabVIEW)环境下开发了整个系统的算法控制程序,分别在扫频、随机和正弦激励信号下进行了微位移主动隔振实验。实验结果表明,受控后的振动位移大幅度降低,验证了该方法对微位移主动隔振的有效性。     

微细电火花三维成型加工控制系统的研究

构造了一个可实现纳米级微量进给的运动平台,并对该平台的控制技术进行了研究,提出了数字PID结合双向静差补偿策略.该补偿策略作为微细电火花加工控制系统的组成部分,大大提高了运动平台的运动精度.实验结果证明此系统运行良好,具有响应时间快、平稳超低速和超高分辨率的优点,达到了微细电火花加工的要求.     

微细电火花穿孔加工系统开发与应用技术研究

研究了微细电火花穿孔加工系统的构建与控制技术,以开放式运动控制器为控制核心,开发了一种适用于微细电火花加工机理研究的穿孔加工试验平台,利用该平台可实现微细电极的制作和微小孔加工.具有软硬件开放程度高,柔性好,与各类伺服系统兼容性好等优点,利于二次开发、机床功能拓展与改造.     

微细加工技术

微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法。在微机械研究领域中,微细加工是微米级精细加工、亚微米级微细加工、纳米级微细加工的通称。广义上的微细加工,其方式十分丰富,几乎涉及现代特种加工、高能束加工等方式。而微机械制造过程又往往是多种加工方式的组合。 从基本加工类型看,微细加工可大致分四类：分离加工;接合加工;变形加工;材料处理或改性和热处理或表面改性等。微细加工技术曾广泛用于大规模集成电路的加工制作,正是借助于微细加工技术才使得众多的微电子器件及相关技术和产业蓬勃兴起。目前微细加工技术已逐渐被…     

离心压缩机轴位移故障自愈调控系统仿真研究

通过模拟仿真的方法,研究了离心压缩机轴位移故障自愈调控系统的稳定性和实时性.针对轴位移故障自愈调控试验装置,利用Labview虚拟仪器平台,分别采用布尔控制器、PID控制器和模糊PID控制器来调整平衡盘两侧压差,研究它们调节转子轴向推力的能力.研究结果表明,通过改变平衡盘两侧的压差来控制轴向力,便可将轴位移控制在安全范围内;而模糊PID控制方案具有较强的适应性和耐用性,可以较好的满足自愈调控系统稳定性和实时性的要求.     

基于PSO的模糊PID车载平台调平控制系统研究

为解决车载平台调平控制系统响应速度慢、自适应能力差的问题,对一款液压马达带动滚珠丝杠的调平支腿,建立其数学模型,提出了基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)的模糊比例积分微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制方案.通过结合PSO算法...     

基于在线自整定参数的智能温控器的研究

针对羰基合成反应装置中温度控制的特点,设计了温控器的硬件和软件部分;研究了与之相适应的控制算法,提出将模糊控制、PID控制及纯滞后控制算法有机地结合起来,使温控器在具有PID控制器动态跟踪品质和稳态精度的基础上,进一步实现控制的自适应性,发挥模糊控制鲁棒性强、动态响应好、上升时间快、超调小的特点.将研究的温控器应用于羰基合成反应过程的温控系统,取得了较好的控制效果.     

Smith预估模糊PID控制算法及其在粉末定量称重中的应用

针对上海科源电子科技有限公司研发的定量称重系统（由高精度抖粉装置与万分之一天平组成）,在工作中因粉末密度、粉末流动性、颗粒大小、湿度、天平延时等因素造成的非线性和滞后等问题,采用Smith预估模糊PID控制器优化控制方法。首先通过理论分析,得出系统的传递函数,再构建Smith预估的模糊PID控制器,以适应系统的非线性、滞后等特性,最后将此算法代入MATLAB进行仿真并于实际系统中进行1 g定量抖粉实验。Smith预估模糊PID控制算法和传统PID算法的标准差分别为0.0020和0.0042,表明Smith预估模糊PID控制算法在实际环境中稳定性更好,能有效减小系统的称重误差。     

基于模糊PID算法的车载液压调平动态特性联合仿真研究

基于车载平台液压调平系统,为了减少支腿的跟踪误差及其同步误差,降低支腿之间的运动耦合,采用模糊PID控制算法实现调平过程中动态特性控制。利用AMESim和MATLAB/Simulink分别建立调平液压回路和模糊PID控制器的仿真模型并进行联合仿真研究。结果表明,加入模糊PID算法比常规PID算法能够有效的减少支腿的跟踪误差和定位误差以及支腿之间同步误差,有效提高调平精度。     

车载光电设备主动隔振平台支撑结构设计及模糊PID控制

光电跟瞄设备在车载平台上将会受到多自由度的复合振动,系统视轴的成像质量将受到很大的影响,严重时设备零部件的配合间隙将会松动甚至零部件损坏。针对某型光电跟瞄设备设计了二级主动隔振支撑平台及主动控制算法。隔振平台采用重心支撑方式,以较大程度地减小对视轴影响较大的耦合角振动,同时在安装架上设计了大阻尼的防冲橡胶垫,与两级减振装置共同作用起到保护和稳定设备的作用。针对角振动问题,以设备平台各支撑点及重心的位移及速度作为反馈信号,采用模糊PID控制算法,设计了隔振平台的控制方案并进行了控制程序的编写。在ADAMS中建立了系统的虚拟样机,对机械系统和控制系统进行了联合仿真。仿真结果表明,二级主动隔振平台在一定的路况下具有较好的隔振防冲性能,能够起到保护设备及稳定视轴的作用。     

变频泵控预应力张拉设备的自适应模糊PID张拉力控制

为提高预应力张拉设备对工程现场的适应性与可靠性,设计了一种基于变频电机驱动定量泵的张拉力控制系统。基于该液压系统建立其数学模型,针对该变频液压控制系统的非线性与参数时变性,提出了应用自适应模糊PID控制算法解决常规PID控制的适应性问题,并基于专家经验给出了模糊集及模糊整定规则,选取了合理的PID参数论域取值。利用MATLAB/Simulink对该控制系统进行了仿真研究,通过实验对该算法的控制效果进行了验证。由仿真与实验结果可知,自适应模糊PID控制能够减小超调量,缩短调整时间,能够有效提高张拉力变频泵控系统的动态响应与稳态性能。     

基于Internet远程过程控制实验系统的设计

描述一个基于Internet的远程过程控制实验系统,能够实现过程控制实验装置中水箱液位控制的远程实验。实验人员可以利用连接在Internet网上的任意一台计算机远程操作实验装置;可以远程选择控制算法和调整控制算法的参数,进行远程过程控制实验。简述PID控制、模糊控制、模糊自适应整定PID控制等远程控制算法的实现过程。测试结果表明远程过程控制实验系统能够满足过程控制实验的需要,具有操作简单、实验过程显示直观等特点。     

智能液压动力单元电液伺服系统研究

智能液压动力单元是以液压缸为执行元件, 同时将能源、控制调节、状态监测及辅助装置高度集成为一体的智能化液压控制系统。智能液压动力单元采用直驱式容积控制技术, 具有节能、高效、智能化、独立控制、高度集成化、通用性强、性价比高等特点。给出了智能液压动力单元关键设计要素, 通过建立系统数学模型, 分析影响动态特性的结构参数, 设计适用于智能液压动力单元的模糊PID控制器, 利用AMESim/Simulink进行联合仿真, 并搭建智能液压动力单元实验台, 验证优化设计分析及模糊PID控制器的可行性。     

基于遗传算法的芦苇笋采收机模糊PID控制策略研究

芦苇笋采收机在工作时需人工实时操纵输出电压来适应负载力矩的变化,为提高采收效率和降低操作难度,提出了一种基于遗传算法的模糊控制PID算法以实现芦苇笋采摘装置同步带转速的智能控制。通过分析芦苇笋采摘装置的工作原理,建立了控制电压和负载力矩输入和液压马达输出轴角速度输出的状态方程数学模型;利用MATLAB/Simulink软件设计通过遗传算法优化隶属度函数和模糊规则的Mamdani模糊PID控制器,对液压马达的状态方程进行仿真。结果表明：采用遗传算法优化的模糊PID控制器相较于普通PID控制器和模糊控制器能够对输入信号更迅速地做出响应,且上升过程平稳无超调,有较强的抗干扰能力,鲁棒性较强,满足对芦苇笋采收机工作过程的简化操作和提高效率的控制要求。     

基于模糊PID的汽车巡航控制系统设计

针对汽车巡航控制精度和稳定性不高等问题,设计了一种基于模糊PID的汽车巡航控制系统.该巡航控制系统由模拟数字信号输入装置、定速巡航控制电子控制单元和执行器等组成.该控制方法以模糊PID控制作为基础,使用实际车速作为输出量,车速传感器采集的车速信号和设定车速的差值作为输入量.使用LabVIEW界面中的PID仿真模块对设计出的系统进行仿真,验证该系统设计的可行性.通过仿真的结果分析得到基于模糊PID控制的汽车巡航控制系统工作稳定,可以较好地满足巡航控制要求.