计算机控制直流伺服系统设计与仿真

研究了对伺服系统数学模型的建立和电流环、转速环、位置环三环调节器的设计、调节器的离散化以及性能仿真.     

西门子611D驱动工程应用的优化研究

研究了西门子611D驱动系统的电流环、速度环和位置环的作用及相互关系，分析这些控制环参数对机床控制特性的影响，设计控制环节参数优化调试实验方案，对驱动的具体调试参数进行测量和优化。通过DMC64V机床加工的实践证明，驱动优化后的机床运行稳定，大大减少和消除了加工中的表面过切、表面麻点问题。     

风洞模型电动推杆Y机构运动同步控制系统建模与仿真性能分析

某高超声速风洞模型中,需要对电动推杆Y机构的运动进行同步控制,同步运动控制精度或控制性能直接影响风洞的运行品质。基于输出位移的偏差耦合机理,设计了风洞模型电动推杆Y机构运动同步控制系统,分别建立了风洞模型电动推杆Y机构运动同步控制系统的机械系统、电流控制环、速度控制环以及位置控制环等动力学模型;对同步控制系统电流环PI调节器、速度环PI调节器以及位置环PID调节器进行了参数仿真整定,设计了同步闭环三环控制系统,并对系统进行了三环仿真性能分析,其结果表明:系统同步响应速度快,同步位移和同步速度控制精度均达到了系统提出的设计性能指标要求,且系统具有较强的鲁棒性。     

永磁伺服系统三闭环调节器的设计

交流伺服控制系统要求以动态稳定和稳态精度为主,故电流环和转速环常采用PI调节器。转速调节器是调速系统的主导调节器,对负载变化起抗扰作用,同时又希望速度响应足够快。针对这一问题,介绍了PI、IP、PDFF三种不同形式转速调节器的设计方法,并比较分析了不同调节器的优缺点。位置环是高阶动态调节系统,其目标是快速跟踪给定,通过合理的假设简化,给出了位置环控制器的设计方法。最后,仿真对比验证了不同控制器的控制效果。     

带滤波前馈的变参数PID调节器在伺服驱动中的运用

为了提高系统的动态性能,设计了一种新型变参数PID调节器,并在系统频率响应分析的基础上,增加一级一阶低通滤波器作为滤波前馈环节,构成一种新型的带滤波前馈的变参数PID调节器,将其运用于交流伺服驱动的位置调节器中。实验结果表明：设计的带滤波前馈的变参数PID调节器明显地减少了系统的位置跟踪误差,改善了系统性能。     

气辅注气控制系统中的多模态智能PID调节器

气体辅助注射成型机的注气控制系统是一小延迟、小惯性系统。为使之能满足气体辅助注射成型工艺对气体压力的高精度控制要求，设计了一种多模态智能PID调节器。该调节器将PID控制方法和智能控制技术相结合，采用了改良型的位置式PID控制算法和归一参数在线自整定方法对控制规律和参数进行实时修正。实验证明，该PID调节器具有波动小、超调小、对环境及控制参数不敏感等优点。     

基于伺服引导软件SERVO GUIDE的高速加工中心参数优化

介绍了借助于伺服引导软件SERVO GUIDE在高速加工中心参数调整中的实际应用方法,电流环参数设置。重点分析介绍了伺服轴去除机械共振与速度环增益优化协同调试的过程,同时介绍了通过动态实验进行参数调整的过程。对位置环增益、位置环前馈系数等其他重要参数的调整也作了必要的介绍,这一工作具有较强的参考意义。     

MCP800数控铣床进给伺服系统改造

数控机床闭环伺服系统的典型结构如图1所示。这是一个双闭环系统,内环是速度环,外环是位置环。速度环由速度调节器、电流调节器及功率驱动放大器等部分组成,利用测速发电机、脉冲编码器等速度传感元件,作为速度反馈的测量装置。     

直流电动机速度锁相环接口技术

直流电动机速度锁相环接口技术齐齐哈尔第一机床厂程冰雪，郑宝瑞在本刊１９９３年第６期中，介绍了用位置环实现机床主轴工作台准停控制的方法。在应用中，单片机是调节器的核心。但它还要求一个高精度的Ｄ／Ａ变换器（通常是１４位，宽调节范围）和位置反馈脉冲／数字变...     

基于混合遗传算法的数控火焰切割机自动调高系统的优化设计

分析数控火焰切割机自动调高系统的特点和要求,采用标准遗传算法对位置调节器PID参数进行全局优化,采用局部搜索能力很强的爬山法进一步进行最佳参数辩识.通过仿真表明,混合遗传算法寻优使自动调高系统的动态性能大幅提高,具有很强的鲁棒性.     

自动夹取型车床伺服进给系统控制方法

建立了伺服进给系统的控制模型,确定了伺服系统的控制策略,借助于控制工程分析软件建立伺服系统的仿真模型,整定了电流环、位置环以及速度环。通过对相关控制参数调节进行仿真,论证了该控制方法使机床具有较高的稳定性与快速响应特性,减少了系统的稳态误差。     

ICSO-FUZZY-PID技术在精密跟踪雷达中的应用

雷达伺服系统是雷达的重要组成部分,传统PID控制方法难以满足现代雷达对伺服控制系统更高精度、更高稳定性等的需求。文中针对雷达伺服系统的位置环,提出了一种改进鸡群优化算法（Improved Chicken Swarm Optimization,ICSO）与模糊PID控制相结合的复合控制策略（ICSO-FUZZY-PID）。利用Matlab/Simulink的辅助设计和强大仿真功能,对比了雷达伺服系统分别在传统PID控制和ICSO-FUZZY-PID控制下的运行状况。仿真结果表明,应用ICSO-FUZZY-PID控制的雷达伺服系统响应速度更快,控制精度更高,自适应能力更强,具有较好的动静态特性。     

基于MATLAB的高压腔电液压力伺服控制系统设计及仿真

电液压力伺服控制装置设计的重点和难点是建立电液压力伺服控制系统的数学模型和传递函数及开环增益系数的确定。通过设计高压润滑拉拔机的高压腔压力伺服控制系统,对数学模型和传递函数的建立做了详细介绍,并在MATLAB环境下对电液伺服控制系统进行仿真,确定出使系统稳定的开环增益。同时应用频率响应法对电液伺服控制系统的性能进行分析,从而得到满足要求且可靠的电液伺服系统参数,设计出符合要求的稳定电液压力伺服控制装置。     

红外导引头注入式闭环试验的边界能力及一致性

提出一种采用数字图像注入式方法进行红外成像导引头闭环仿真和性能测试的方法。由于注入式仿真试验时红外导引头的红外探测分系统被图像仿真和图像注入设备取代不参与工作,故导引头稳定跟踪回路性能会发生变化。为使注入式闭环仿真试验结果准确可信,建立了评价红外成像导引头仿真试验和实际工作两种情况下稳定跟踪回路性能一致性的指标体系,给出了一致性评估方法。最后,建立了红外成像导引头稳定跟踪回路仿真模型,开发了红外导引头数字图像注入式闭环半实物仿真试验系统并在一导引头实物平台上开展了实验。结合建模仿真与实验验证手段得到了红外导引头数字图像注入式闭环半实物仿真试验系统的边界能力。结果表明:在失调角延时小于73ms,失调角误差小于0.18°,目标运动最大角速度小于1(°)/Hz时,导引头在注入式仿真试验和实际工作两种情况下的稳定跟踪性能可保持一致。实验结果为红外成像制导武器快速形成图像注入式闭环试验鉴定能力奠定了基础。     

基于前馈控制的交流伺服系统高速定位控制

在要求高速、快响应的交流伺服定位系统中,采用传统PID控制很难实现高速定位.为解决此问题.在设计出包括位置环、速度环和电流环的三闭环PID伺服控制系统的基础上,引入电流环和速度环的前馈控制来提高定位控制的性能.通过仿真验证了前馈控制在指令信号跟踪方面的良好效果,然后设计出实验系统,进行了与普通PID伺服控制系统的对比实验.结果表明,引入前馈控制的PID伺服控制系统可以实现交流伺服系统的高速定位控制.     

永磁直线伺服系统模糊PI速度控制器研究

针对永磁直线同步电机伺服系统常规PI速度调节器动态响应慢、输出超调大等问题,提出了模糊自适应PI速度控制器,对比常规PI速度控制器进行了仿真和实验。基于永磁直线同步电机矢量速度闭环控制,分析了模糊PI速度控制器和基于模糊PI控制器的伺服矢量控制系统的结构,设计了模糊PI速度控制器,在Matlab/Simulink仿真环境下,建立了基于模糊PI速度控制器的永磁直线同步电机伺服系统仿真模型,并通过实际永磁同步直线电机伺服系统实验对仿真结果进行了实验验证。研究结果表明,模糊PI速度控制器,相对于常规PI控制器,可以明显降低超调量和调节时间。将仿真结果和试验结果对比,两者基本吻合,说明模糊PI速度控制确实可以较好地改善永磁直线同步电机伺服系统的动态性能。     

基于半物理仿真技术的机电伺服系统模型辨识研究

系统模型是进行系统性能分析与设计的基础。为了获得准确的系统数学模型,文章借助于dSPACE实时系统的半物理仿真环境和MATLAB系统辨识工具箱,提出了一种适用于机电伺服系统的模型辨识方法,并以机器人关节伺服系统为对象进行了系统模型辨识实验研究,通过对比离线仿真和半物理仿真结果验证了该方法的有效性。该研究对机电系统建模及控制系统设计具有参考价值。     

基于内模PID控制的大型望远镜伺服系统研究

针对目前大型望远镜伺服系统调试参数较多的现状,基于内模PID控制方法对大型望远镜伺服系统的详细研究,简化了调试过程,分析和仿真结果证明了满足高精度应用场合该算法的可行性和具有较强的鲁棒性,并就一具体项目验证了该算法的实用性。应用结果表明,该方法调试简单,一个控制环路只需要调整一两个参数就能满足要求,具有一定的实用性和推广价值。     

基于仿真的航测相机伺服系统设计

为了得到高精度的航测相机伺服系统。为实际系统实现提供理论依据。对该伺服系统进行基于仿真的设计。首先对控制对象直流力矩电机进行了建模,然后完成整个伺服系统框架的搭建,采用多种控制策略完成电流环,速度环,位置环的校正设计。并针对陀螺稳定回路中引入的飞机姿态的变化加入了前馈控制补偿。最后通过系统仿真,得到了较好的动静态性能。     

基于MATLAB的无刷直流电机自适应控制系统的研究

在分析无刷直流电机的数学模型的基础上,建立了控制系统的SIMULINK仿真模型,提出了无刷直流电机调速系统单神经元自适应控制方法.该方法在调速系统中,电流环采用滞环电流控制,转速环采用单神经元自适应控制器控制,实现了双闭环自适应控制的调速系统.仿真结果表明:这种新型的控制方法响应快、无超调、鲁棒性强,较传统PID控制具有更好的动、静态特性.