用于气动伺服系统的自适应神经模糊控制器

研究了一种基于压力比例阀的气动伺服系统自适应神经模糊控制器。其中的神经网络辨识器（NNI）通过高线训练可以充分逼近非线性动态系统的模型,并能够在线调整模糊控制器的控制规则。系统的位置控制精度和伺服特性有了很大改善。试验结果表明,所提出的控制器对该气动伺服系统具有很好的控制特性以及很强的自适应能力。     

用于加热炉的专家模糊温度控制器

设计的专家模糊控制器用于工业加热炉对象的温度控制，通过引入专家系统在线修正模糊控制器的运行参数来提高系统稳态精度以及动态性能。仿真结果及运行情况表明专家模糊控制器的性能要明显优于常规模糊控制器。     

气动位置系统多变量状态反馈DSP控制器的设计与实验研究

以TMS320F206型DSP数字控制器为开发平台,采用模块化结构,结合气动系统自身的特点,以位移,速度,加速度多变量状态反馈为控制策略,设计并实现了气动位置系统新型DSP控制器.实验结果表明,该系统实时性好,具有良好的动态品质和稳态性能,满足高精度气动位置伺服控制的要求.     

基于模糊PID的电液位置伺服控制器的设计

该文介绍了电液位置伺服控制系统的组成与工作原理,建立了系统的数学模型。将模糊控制与PID控制结合在一起,设计了模糊PID控制器,通过模糊控制器输出对PID参数进行在线调整。利用MATLAB软件进行仿真,比较常规PID控制与模糊PID控制仿真结果,发现模糊PID控制器提高了系统的动态性能和稳态特性。     

气动伺服机械手的预测模糊自整定PID控制研究

针对气动伺服机械手的特点,提出了一种预测模糊自整定PID控制策略,并进行了控制器的设计.实验结果表明,该控制器具有较好的控制能力,系统具有良好的动态和静态特性.     

二阶高精度模糊控制系统的设计与仿真

针对常规模糊控制器控制精度较低且稳态品质差的问题,提出一种提高模糊控制器控制精度并能改善稳态性能的方法。首先提出一种提高模糊控制器控制精度的设计方案并给出它的设计方法,然后对这种改进后的模糊控制器进行仿真分析,并和常规模糊控制器进行比较。仿真试验结果表明,这种改进的模糊控制器具有降低系统稳态误差和抑制稳态震颤的作用,提高模糊控制器的精度,改善系统对斜坡输入的伺服性能,而且保持模糊控制器非线性的控制特性。     

模糊自适应PID控制器在材料低周疲劳试验机中的应用

针对轴承材料低周疲劳性能试验,研究了以伺服电缸为动力源的低周疲劳试验机交流伺服控制系统,并建立了试验机控制系统数学模型,设计了交流伺服系统的模糊PID控制器,通过力反馈和位置反馈构成闭环控制,对试验机等应变的加载过程进行实时控制,以此实现对材料低周疲劳性能的测试。仿真结果表明,所设计的模糊自适应PID控制算法可使试验机系统获得良好的控制效果。     

基于DSP的气动伺服系统的研究

阐述气动伺服控制系统的特点,提出一种高性能的气动伺服系统的设计方案,描述了气动伺服系统的基本结构和工作原理,并对系统进行了硬件和软件的设计,分别采用DSP控制器和模糊PID控制.通过试验研究,证明了系统具有体积小、输出大、响应快和稳定性强的优点,从而拓宽了气动伺服技术的应用领域.     

基于模糊PID的变幅液压缸伺服位置自适应同步控制技术

液压系统中存在许多非线性因素,例如摩擦、死区和溢流等。这些非线性特性会影响伺服位置的精度和同步性能,导致控制系统的不稳定和误差积累。为此,提出基于模糊PID的变幅液压缸伺服位置自适应同步控制技术。考虑变幅液压缸伺服系统的运行结构,分析变幅液压缸动力,构建液压缸以及伺服阀的数学模型;利用伺服输出流量和压降的关系,获取速度前馈控制信号;将其反馈到系统中,设计模糊自适应PID同步控制器,实现变幅液压缸伺服位置同步控制。实验结果表明,所提方法对液压缸的同步效果很好,有效减少了液压缸伺服位置控制的误差,在不同信号干扰下,有效提高其控制稳定性和同步性能,控制器超调量平均约为0.059%,响应速度较快。     

气动伺服加载系统的非线性复合控制

气动伺服系统以其具有可压缩性、易实现高速等特点而适用于一种瞬时展开机构的伺服加载测试需求。通过分析气动伺服系统中存在的强非线性及动态不确定性,提出非线性复合控制策略。针对不同的特征,设计不同的控制方法。通过反馈线性化进行变化,将输出控制量分成两个部分-线性部分和非线性部分,采用极点配置原理进行线性控制分量的设计,确保系统的稳定性,借助Maltab LMI工具箱求解线性矩阵不等式;针对系统存在动态不确定性时缺乏鲁棒性,采用Lyapunov再设计方法进行非线性控制分量的设计,确保系统的鲁棒性,采用ITAE优化算法进行求解,确保系统的跟踪精度及快速性。通过理论分析,数字仿真及试验对比验证相结合的方法,展开气动力矩伺服加载控制研究,所设计复合控制方法有效改善了非线性和动态不确定性对系统性能产生的不良影响,提高了系统的动态性能和控制品质。     

Development of a digital control system for high-performance pneumatic servo valve

Pneumatic servo systems are used in many fields, such as pneumatic robot systems or vibration isolation systems. To improve the controllability of the pneumatic servo system, a higher performance servo valve is needed.In the present paper, a pneumatic spool type servo valve having an air bearing and a high-resolution position sensor was developed. We attempted to achieve high-frequency, high-accuracy flow rate control by digitization of the controller. We present herein a control algorithm for digital control of this valve.The characteristics of this valve were measured and the natural frequency of the valve was clarified to be up to 300 Hz. The spool position accuracy and the dynamic characteristics of the developed servo valve are greatly improved compared to existing valves.     

Adaptive backstepping slide mode control of pneumatic position servo system

With the price decreasing of the pneumatic proportional valve and the high performance micro controller, the simple structure and high tracking performance pneumatic servo system demonstrates more application potential in many fields. However, most existing control methods with high tracking performance need to know the model information and to use pressure sensor. This limits the application of the pneumatic servo system. An adaptive backstepping slide mode control method is proposed for pneumatic position servo system. The proposed method designs adaptive slide mode controller using backstepping design technique. The controller parameter adaptive law is derived from Lyapunov analysis to guarantee the stability of the system. A theorem is testified to show that the state of closed-loop system is uniformly bounded, and the closed-loop system is stable. The advantages of the proposed method include that system dynamic model parameters are not required for the controller design, uncertain parameters bounds are not need, and the bulk and expensive pressure sensor is not needed as well. Experimental results show that the designed controller can achieve better tracking performance, as compared with some existing methods.     

Asymmetric Fuzzy Control of a Positive and Negative Pneumatic Pressure Servo System

The pneumatic pressure control systems have been used in some fields. However, the researches on pneumatic pressure control mainly focus on constant pressure regulation. Poor dynamic characteristics and strong nonlinearity of such systems limit its application in the field of pressure tracking control. In order to meet the demand of generating dynamic pressure signal in the application of the hardware-in-the-loop simulation of aerospace engineering, a positive and negative pneumatic pressure servo system is provided to implement dynamic adjustment of sealed chamber pressure. A mathematical model is established with simulation and experiment being implemented afterwards to discuss the characteristics of the system, which shows serious asymmetry in the process of charging and discharging. Based on the analysis of the system dynamics, a fuzzy proportional integral derivative (PID) controller with asymmetric fuzzy compensator is proposed. Different from conventional adjusting mechanisms employing the error and change in error of the controlled variable as input parameters, the current chamber pressure and charging or discharging state are chosen as inputs of the compensator, which improves adaptability. To verify the effectiveness and performance of the proposed controller, the comparison experiments tracking sinusoidal and square wave commands are conducted. Experimental results show that the proposed controller can obtain better dynamic performance and relatively consistent control performance across the scope of work (2–140 kPa). The research proposes a fuzzy control method to overcome asymmetry and enhance adaptability for the positive and negative pneumatic pressure servo system.     

基于比例阀的气动伺服系统神经网络控制方法的研究

研究了用神经网络PID控制器对基于比例阀的气动伺服系统进行控制的方法。用神经网络辨识器来逼近非线性动力学系统,并在线修改控制参数。实验及分析表明,适当的选择网络参数,经过充分的离线训练,该控制器可以进行在线的自适应控制,系统的控制精度和动态特性有明显提高,且在环境参数变化时,控制器具有在线自学习和自整定参数的能力。     

气动位置控制系统分数阶控制器的设计与仿真

为了实现对气动伺服控制系统的准确位置控制，设计了气动伺服系统，根据系统的组成推导了其数学模型，并在此基础上进行线性化处理，计算出传递函数。继而设计了一种基于稳定裕度法整定参数的分数阶控制器，使用MATLAB的优化工具箱求解控制器参数并在Simulink中搭建分数阶控制器模型进行仿真分析。结果表明，使用稳定裕度法整定参数的分数阶控制器对气动伺服系统具有良好的控制效果，在系统参数发生较大变化时仍能达到理想的控制性能指标，系统仍具有良好的信号跟踪特性、强抗干扰能力和鲁棒性。实验测得采用分数阶控制器的气动伺服系统定位精度达到0.5 mm，系统具有较高的稳态精度。     

气动位置伺服系统的T-S型模糊控制研究

针对气动位置伺服系统特性随工作点位置和负载变化而变化的特点,提出采用基于Takagi-Sugeno模型(T-S模型)的模糊控制。以比例流量阀控摆动气缸位置伺服系统为例,研究了建立气动位置伺服系统的T-S型模糊控制器的一些关键技术,包括前提变量的确定、子系统的划分、模糊子集隶属函数的确定以及局部控制器的设计等。试验结果表明,采用所建T-S型模糊控制器,在较大范围内的任意负载下,执行元件行程范围内的任意位置,系统都具有良好的响应特性     

无模型控制器在气缸压力控制系统中的应用研究

气动伺服系统存在纯时延、非线性、时变等特点,传统的控制策略(如PID控制)在解决非线性系统时效果不理想,因此提出一种无模型控制算法。此方法在被控对象结构复杂、参数时变时控制效果较好。首先对气动伺服系统进行建模,建模过程包括阀口流量、比例流量阀及缸内压力建立一个二阶模型;其次设计无模型自适应控制器(Model-Free Adaptive Controller,MFAC)用于气动伺服系统压力控制;最后利用LabWindows/CVI平台进行试验验证。结果表明,针对气动伺服系统设计的无模型控制器是有效的,相比于传统PID控制有更快的响应速度和更高的控制精度。     

基于AMESim和Simulink的气动位置伺服系统PID控制

根据AMESim和MATLAB软件各自的特点,采用了AMESim和MATLAB对气动位置伺服系统PID控制进行仿真,并在仿真中分别对有无PID控制器的气动位置伺服系统进行对比。结果表明,PID控制的气动位置伺服系统稳态精度较高,调节时间短,超调小,可以克服非线性时变特性的影响。     

交流伺服系统中PID参数模糊自整定控制器

为了改善以交流永磁同步电机为控制对象的伺服系统性能,在PID控制规律和模糊控制算法研究的基础上,提出了一种PID参数模糊自整定控制器。利用模糊推理方法建立了模糊控制规则,对交流伺服电机控制中的PID参数实现了自整定,并在Matlab中进行了仿真。仿真结果表明,该控制器改善了常规PID控制器的性能,使伺服系统具有良好的动、静态性能。