气动位置伺服的自适应模糊控制

开发一种由微机、无杆气缸、电－气伺服阀等组成的气动位置伺服自适应模糊控制系统,改善了气动传动的非线性和气缸密封摩擦的多变性的不利影响,提高了系统的定位精度和可靠性。该方案还具有简捷、实用、易于掌握的特点。     

气动位置伺服嵌入式控制器及控制策略

针对现有嵌入式气动伺服控制器的软件功能不足,设计实现了基于DSP的嵌入式气动伺服控制器;建立比例方向阀控气缸系统的模型,采用基于反步法设计的自适应鲁棒控制策略,在线参数估计进一步提高了稳态跟踪精度.运用基于模型的设计方法,在MATLAB/Simulink工具下进行算法设计仿真,将模型进行系列转换后可以自动快速生成控制器控制算法软件,结合DSP硬件驱动和上位机监控软件进行实验验证.结果表明,气动伺服DSP控制器轨迹跟踪误差在5%内,达到了控制周期小于1ms的实时性.     

高精确度测试转台陀螺伺服系统设计及实验

目前测试转台陀螺伺服系统设计和实现中存在的主要问题有陀螺伺服投入的稳定性差和转台伺服精确度不够高，从而影响了伺服实验的可靠性和测试准确度．为此，讨论了测试转台中陀螺伺服状态的构成原理，提出了一种改善陀螺伺服状态投入稳定性的粗、精双模态控制方法，并对如何进一步提高转台的伺服精确度进行了详细理论分析和仿真研究．基于某型动调陀螺进行了完整的伺服实验，取得了满意的效果．     

基于LuGre模型的气缸摩擦力特性研究

为满足高精度电-气比例/伺服控制系统设计时基于模型的摩擦力补偿需要,基于LuGre模型建立气缸的动态摩擦模型.搭建了一个新型的气缸摩擦力测试台,通过测量活塞匀速运动时摩擦力与活塞速度的关系辨识了模型中的静态参数;针对在时域估计模型动态参数存在诸多困难,提出将活塞的运动方程在平衡点附近线性化,通过测量活塞位移和驱动力之间的频率响应函数来间接估计动态参数值.测试了气缸在不同腔内压力下的摩擦力特性,结果表明：库伦摩擦力、最大静摩擦力和黏性摩擦系数与压力近似成线性关系,而Stribeck速度和模型动态参数基本不受气缸两腔压力变化影响.正弦变化力激励下的活塞位移计算曲线和实验结果对比表明,参数估计准确,该模型能很好的描述气缸的摩擦力特性.     

一种抗污染动圈电液伺服阀的设计研究

污染造成的故障是电液伺服阀主要的故障．因此,抗污染能力成为电液伺服阀的重要指标．通过对一种动圈电液伺服阀的液压桥路和具体参数的设计,提高了这种伺服阀抗污染的能力．     

电-气动伺服系统实验平台的设计与研究

以气动伺服控制技术为基础,提出了基于该项技术的２种实验平台的设计方案．一种方案为气动模拟伺服与数字伺服联合应用的三自由度全气动式机械人;另一种方案为气动模拟伺服与电动伺服联合应用的三自由度机械人．同时,还对该实验平台的软、硬件工作原理及性能分析进行了着重介绍．通过该实验平台的建造,可以使学生真正了解到气动伺服控制技术这种最新的技术．     

直线电动机伺服进给系统性能实验研究

直线电动机作为高速数控机床直接伺服进给系统驱动方式,得到广泛应用．设计了基于PMAC的直线电动机伺服进给驱动单元．该伺服进给机构将直线电动机、高速电主轴、直线光栅尺、LUGE动板以及其它附件集成在一起,实现了数控磨床横向工作台和砂轮主轴系统的”零传动”．研究了直线电动机的双闭环控制技术和定位精度等问题．通过对动板有限元分析表明,电主轴压力产生的垂直变形量不会对系统运行精度产生影响;实验研究了电主轴振动和直线电动机伺服刚度对定位精度的影响,探讨了PMAC的误差补偿功能．表明该系统具有良好的动态性能以及定位精度．     

铸铁和铝半球形发动机提高燃料效率

美国克莱斯勒汽车集团公司推出一种新的半球形燃烧室发动机，这种5．7升V-8Hemi发动机的半球形燃烧室设计．是为满足大阀门和火花塞接近燃烧室中心的要求。气缸滑块是用铸铁制造的．气缸体用铝合金制造．每个气缸有两个气阀。发动机装有多位移系统．可在不需要V-8动力时．关闭四个气缸．从而使燃料效率提高20％。半球形燃烧室发动机已用于克莱斯勒300C、Dodge Magnum RT、吉普豪华切诺机（Grand Cherokee）等车型。     

气浮无摩擦气缸及气浮特性仿真

为了满足气动系统中高精度伺服控制对低摩擦气缸的需求,提出一种利用静压气体轴承作为活塞的新型无摩擦气缸. 针对轴承耗气量及径向承载能力难以准确建模的问题,构建一种基于有限元数值求解方法的轴承气膜压力计算方法. 利用该方法,分析轴承的结构参数及时变的环境参数对轴承气浮特性的影响.结果表明,在节流孔末端引入均压腔能够显著增加了轴承的径向承载能力,消除气膜中节流孔附近的压力尖峰,使轴承稳定性增强;供气压力、径向载荷和偏心率等时变参数对气浮特性的综合影响增加了简化活塞泄漏模型的困难. 为了后续对气缸进行控制,根据气浮特性仿真结果,提出一种基于特定径向负载假设下的泄漏量模型简化方法.     

FESTO TP511试验台的电液伺服阀静态特性测试

电液伺服阀是电液伺服系统中的关键部件,其静动态特性直接影响电液伺服系统的控制精度等指标．利用德国FESTO TP511试验台完成了电液伺服阀的静态特性测试,包括压力-电信号特性、流量．电信号特性、压力-负载流量特性测试．在对测试中的主要传感器进行标定的基础上搭建了静态特性测试的液压回路以及电路,给出了完成测试的步骤和部分测试结果．实验表明,测试方案合理,能够满足常见规格的电液伺服阀静态特性测试．     

基于动态神经模糊算法的船舶航向自适应控制

针对船舶航向控制中模型参数变化引起的不确定性问题,提出一种基于动态神经模糊模型(DNFM)的自适应控制算法.DNFM在学习中同时调整结构和参数,充分逼近Norrbin非线性船舶NARX模型的逆动力学.训练好的DNFM与PD控制器并联构造自适应控制器用于航向控制,且以PD控制器的输出作为自适应律的自变量,进一步在线调整DNFM的权值.以5446 TEU集装箱船的航向控制仿真结果验证了算法的有效性.     

Vision-based adaptive control of a 3-RRR parallel positioning system

The macro positioning stage with high-precision and rapid positioning ability plays a crucial role in the macro-micro combination positioning system. In this paper, we develop a practical method for the control of a 3-RRR planar positioning system using online vision measurement as feedback. In this method, a monocular vision system is established to accomplish high-precision online pose measurement for the 3-RRR manipulator. Additionally, a robust and operable adaptive control algorithm, which incorporates a fuzzy controller and a PI controller, is employed to achieve precise and rapid positioning of the 3-RRR positioning system. A series of experiments are conducted to verify the positioning performances of the proposed method, and a conventional PI control algorithm is utilized for comparison. The experimental results indicate that using the proposed control approach, the parallel positioning system obtains high precision and shows higher efficiency and robustness, especially for the time-varying positioning system.     

专家-模糊自适应PID控制系统的设计

为了解决多容系统控制难度大的问题,设计了专家-模糊自适应PID控制器。这种控制器既具有模糊PID控制器的精度高、稳定性好、鲁棒性强的优点,又具有专家控制器进入稳定状态快的特点。对三容复杂系统的控制仿真结果表明,该方法的控制性能优于单独采用专家PID控制或模糊自适应PID控制的性能。     

模糊PD控制器在电液伺服阀控制系统中的应用

应用模糊控制原理设计先导式电液伺服阀的模糊PD控制器,采用AMESim软件建立伺服阀的仿真模型,采用Simulink软件建立PD控制器和模糊PD控制器的仿真模型,通过AMESim／Simulink联合仿真得到伺服阀在两种控制方式下的阶跃信号响应曲线。仿真结果表明,与常规的PD控制器相比,模糊PD控制器能够提高控制精度,有效改善伺服阀的性能。     

主动隔振器的自适应模糊控制研究

针对具有非线性不确定性的主动隔振器的镇定问题,本文采用隔离振动源方法,建立了主动隔振器系统的动态方程,并运用模糊逻辑来估计系统的未知非线性函数;同时基于Backstepping和自适应模糊控制技术给出了系统的控制方案,并在控制器的作用下,闭环系统状态快速收敛到原点充分小的邻域内,从而确保系统正常运行,同时用实例进行了数值仿真.仿真结果表明,在控制信号的作用下,系统状态能快速收敛到原点充分小的邻域内,所设计的模糊自适应控制器在镇定主动隔振器系统的同时使所有的自适应信号保持有界.该研究可确保主动隔振器系统具有良好的隔振性能.     

异步电动机的单神经元模糊自适应控制

针对异步电动机矢量控制中PI控制器自适应能力较弱的问题,提出了用单神经元模糊自适应控制器代替转速PI调节器和磁链PI调节器的方法,并基于梯度下降法和单神经元自适应模糊控制原理,将增量式PI控制算法和单神经元自适应学习规则相结合,通过模糊控制修正单神经元的比例系数,提高单神经元模糊自适应控制器参数在线调整能力。为验证单神经元模糊自适应控制器的性能,对系统进行仿真实验。仿真结果表明,采用单神经元模糊自适应控制策略,其控制效果优于传统矢量控制,系统的动态和静态性能比较好,而且控制器对电动机转子电阻变化有较好的鲁棒性。该控制方法具有较好的控制性能,使异步电动机控制系统具有较强的自适应能力。     

具有未知死区的SISO非仿射非线性系统间接自适应模糊控制

为了解决含有未知死区输入特性的SISO非仿射非线性系统的跟踪控制问题,提出了基于模糊自适应方法的控制器设计方案,把未知死区分解为一个线性项和一个扰动类似项,当系统状态可测时,利用模糊逻辑系统设计间接自适应模糊控制器,并结合跟踪误差信息设计自适应律;系统状态不可测时,通过引入误差观测器估计的状态变量,设计了间接自适应模糊输出反馈控制器．理论论证过程说明两种控制器能使系统的跟踪误差最终收敛到零的某一邻域,且闭环系统所有信号均有界. 仿真实验结果表明利用所设计控制方案可以使系统完成跟踪控制任务．     

直流传动系统的自适应模糊控制

针对直流传动系统 ,设计了自适应模糊控制器。并与PID和简单模糊控制进行了比较 ,研究了鲁棒性。仿真实验表明 ,该方法具有更好的动静态特性与鲁棒性     

直流传动系统的自适应模糊控制

针对直流传动系统,设计了自适应模糊控制器。并与PID和简单模糊控制进行了比较,研究了鲁棒性。仿真实验表明,该方法具有更好的动静态特性与鲁棒性。     

倒立摆的一种FUZZY-PD复合控制器设计

针对高维模糊控制器设计中的“规则爆炸”问题,以倒立摆为研究对象,直接将四维控制器分解为两个二维控制器,其中一个为 PD 控制器、一个为二维模糊控制器,并将这两个控制器输出直接叠加作为控制量.在此基础上,借助状态反馈极点配置方法,提出了一种比较系统化的模糊控制器参数估计方法,以弥补模糊控制器参数系统化设计方法的不足.对倒立摆系统的仿真及对它的实时控制结果均验证了该复合控制方案及这种模糊控制器参数估计方法的有效性.