线性最优控制系统加权矩阵的仿真研究

对于同一种控制对象设计最优调节器时 ,二次型指标中加权矩阵Q和R的选择不同 ,系统的动态性能也不一样 .为使所设计的线性最优控制系统更好地适应生产实际需要 ,对二次型指标中的Q阵和R阵进行计算机仿真研究 ,研究表明 :Q固定时 ,R中的相应元素增大 ,系统的上升时间与稳态误差减小 ,而超调量和过渡过程时间增大 ;R固定时 ,Q中的相应元素增大 ,系统的上升时间与稳态误差增大 ,而超调量和过渡时间减小 ,说明Q和R阵的选择对系统动静态指标的影响遵循一定的规律 ,可根据实际系统要求选择合适的加权矩阵 .     

基于AMESim/Simulnk的电液伺服系统研究与仿真

以5自由度关节型液压机械手为控制对象,阐述液压机械手的电液伺服阀控系统的结构组成及原理。研究电液伺服系统的闭环控制系统,计算液压机械手的电液伺服系统传递函数,并在MATLAB平台下绘制bode图来验证系统的动态稳定性,有针对性地提出电液伺服系统性能优化方案。同时,针对机械手液压驱动系统的电液伺服阀位置闭环控制系统,在AMESim平台下建立阀控非对称液压缸的液压机械系统模型,在Simulink平台下建立PID控制系统模型,通过AMESim/Simulink进行联合仿真分析,解决了电液伺服控制系统在AMESim平台下难以建模的问题,系统响应速度明显加快。     

基于DSP-NNCPID的电液位置伺服控制系统的设计

本文以电液位置伺服机械手第一关节为研究对象,提出一种基于NNC-PID的PC机＋DSP控制方案。详细说明了系统硬件电路各部分的设计和系统软件各模块的设计。利用神经NNI-PID控制器的自学习、自适应能力实现PID控制参数的自整定,使系统具有良好的控制定位和伺服跟踪性能,NNC-PID控制器较好地解决了电液位置伺服系统存在的问题。     

PWM在液压系统位置控制中的应用

电液系统对液压缸的位置控制要求精度高，一般要用伺服阀或比例阀进行闭环控制，且系统比较复杂，价格昂贵。作者采用普通电磁换向阀通过脉宽调制对其进行控制，并使用数字开关技术实现了最佳控制，液压缸的加速和减速可以通过微机编程实现较平稳的位置控制。     

电液位置伺服系统PWM控制的方法

目的 研究脉宽调制(PWM)控制方法 对电液位置伺服系统动态特性的影响和作用以及在系统中的实现.方法 在使用PWM时伺服阀始终处于大开口状态.利用电液伺服阀大开口时流量压力系数较大的特点,增加电液伺服系统的阻尼.对其实现过程进行描述,并进行理论分析和仿真计算.结果 理论分析证明此方法 是可行的.仿真计算表明这种方法 可以大大增加电液伺服系统的阻尼,改善电液伺服系统动态特性.如在给定的条件下.将阻尼0.054增加到0.398,既将阻尼增加近10倍.结论 显著增加系统阻尼,使得系统取得良好的一致响应;并且能有效的减少系统超调量;易于在实际中实现.     

粒子群优化LQR控制器在环形倒立摆中的应用

为解决环形倒立摆控制中试探法难以确定LQR控制器最优Q和R矩阵的问题,采用Bang-Bang法对倒立摆进行了起摆控制,利用拉格朗日法建立了垂直位置附近的线性化模型.采用LQR进行了平衡位置控制,采用粒子群算法优化了LQR控制器的加权矩阵.对加入了噪声扰动的模型输出进行了卡尔曼滤波处理.仿真结果表明:基于粒子群的加权矩阵寻优算法可以迭代解算出Q和R的最优矩阵,粒子群LQR控制器可以提高系统鲁棒性,减小起摆时延,提高平衡位置稳定性.     

线性二次型最优控制在倒立摆系统中的应用

在倒立摆系统数学模型的基础上,对系统进行了性能分析.并基于LQR对倒立摆进行了最优控制器的设计,并将其运用到倒立摆的实际控制中,实时控制效果良好.同时还对LQR中加权矩阵Q和R进行了实验研究与分析,找出了倒立摆系统的动态响应与Q和R阵之间遵循的基本规律,实验结果证明了该结论的正确性和实用性.     

电液伺服位置／力控制系统的滑模变结构-PID控制

本文把滑模变结构-PID控制运用于电液伺服位置／力系统的跟踪控制问题，经对系统的数字仿真和模拟实验表明：对电液伺服系统采用滑模变结构-P1D控制，提高了系统的鲁棒性、跟踪精度以及对不同类型参考输入信号的适应能力；同时，也能消除常规变结构控制所存在的抖振现象．     

基于改进型有限时间LQR的平衡车控制研究

针对平衡车启动及停止时发生抖动的问题开展了相应的研究.通过建立系统动力学模型,设计了系统的改进型有限时间LQR(LQR, Linear Quadratic Regulator)控制器;对系统矩阵及控制矩阵进行改进,增加小范围增量矩阵,系统能够实现自适应调节,并使最优控制率在小范围内可调,进而使性能指标达到最佳;通过仿真计算并选取最佳的加权矩阵Q和R,使性能指标达到最优.仿真实验表明该方法具有可行性和实用性,解决了小范围不稳定情况,有效克服了超调量过大而引起的不稳定.     

基于重复控制补偿的电液位置伺服系统分数阶PID控制

针对电液位置伺服系统参数时变和外负载干扰等不确定性,建立了电液位置伺服系统数学模型.为了提高电液位置伺服系统的跟踪精度,基于分数阶控制理论,引入重复控制回路,提出一种基于重复控制补偿的分数阶PID控制策略,采用Oustaloup滤波算法实现分数阶微积分运算.应用MATLAB/Simulink仿真软件对控制策略进行验证,分析了系统开环增益、伺服阀固有频率和阻尼比、动力机构固有频率和阻尼比等参数摄动时的跟踪效果.仿真结果表明:所提控制策略有效提高了电液位置伺服系统的跟踪精度,抗参数摄动能力较强,鲁棒性较好.     

一种新型压电型电液伺服阀控制系统设计

提出一种新型压电型直动式二级电液伺服阀并对其进行了控制系统设计.电液伺服阀是电液伺服系统中的核心部件,具有广泛的应用前景.但现有的电液伺服阀还存在一些不足之处,为了进一步拓宽其应用范围,本文提出一种具有较高性价比的压电型直动式二级电液伺服阀,并针对其控制问题提出了一种双向分段变速积分PID控制方法,有效地满足了实际系统对阀芯位置控制的各项要求.实验结果表明了所提控制方法的有效性.     

由闭环极点配置确定误差加权阵Q的一种方法

本文提出了由闭环极点设置确定误差加权阵Q的一种新方法,它将典型控制理论与现代控制理论有机地结合在一起,即从典型控制理论出发,通过设置闭环极点和研究根轨迹,确定二次型指标的误差加权阵Q,从而实现最优控制和状态反馈.     

磁浮列车悬浮系统的二次型最优控制

针对多变量、非线性的单磁铁悬浮系统,建立其线性化数学模型,讨论了系统的能控性、能观性和稳定性问题。采用线性二次型最优控制策略LQR方法对磁浮列车悬浮系统进行控制系统设计。MATLAB仿真研究了二次最优控制中加权矩阵Q和R的问题。通过改变Q和R的数值,得到不同的仿真图形,并根据仿真图形进行控制性能比较。仿真结果表明磁浮间隙在二次最优控制下能回到额定值,获得了良好的控制性能。     

液压四足机器人关节重复补偿控制

针对液压四足机器人电液伺服作动器存在的位置跟踪精度较差问题,提出一种重复控制策略来实现位置跟踪控制。根据液压四足机器人的电液伺服系统各个驱动单元的数学模型,得到简化后的液压位置驱动单元的传递函数。设计了重复控制补偿PID控制器,采用Matlab和AMEsim软件进行联合仿真,进行各个模块的参数设置,得到了的电液伺服系统的位置跟踪曲线。并通过液压四足机器人实验平台进行实验验证控制器的有效性。研究表明,重复控制器可以有效的利用电液伺服作动器的重复运行信息,经过一定误差纠正后,幅值实现完全跟踪,相位滞后减小,验证了重复控制补偿PID的有效性。     

基于广义正交多项式级数的迭代学习算法

针对一类受扰动的线性时变系统的轨迹跟踪控制问题,提出了基于广义正交多项式的迭代学习算法.该算法首先利用广义正交多项式展开技术将系统参数化,运用其乘积和积分运算矩阵,将微分方程化为代数方程.在此基础上,用迭代学习的方式来修正控制量的广义正交多项式展开系数.这种算法的优点是当系统不满足正则性或无源性时,仍可以用输出误差信号来构造学习律.最后将该方法运用到电液位置伺服系统的控制中,仿真结果表明了此算法能明显地提高电液位置伺服系统的控制精度.     

高精度电液伺服阀动态,静态特性测试系统

对电液伺服阀动态特性及静态特性的计算机辅助测试问题进行了研究，并结合实例介绍了测试系统的构成、ＣＡＴ部分的硬件配置及软件编制。系统能满足电液伺服阀试验的需要。     

基于广义正交多项式级数的迭代学习算法

针对一类受扰动的线性时变系统的轨迹跟踪控制问题，提出了基于广义正交多项式的迭代学习算法．该算法首先利用广义正交多项式展开技术将系统参数化，运用其乘积和积分运算矩阵，将微分方程化为代数方程．在此基础上。用迭代学习的方式来修正控制量的广义正交多项式展开系数．这种算法的优点是当系统不满足正则性或无源性时。仍可以用输出误差信号来构造学习律．最后将该方法运用到电液位置伺服系统的控制中，仿真结果表明了此算法能明显地提高电液位置伺服系统的控制精度．     

基于多层前向神经网络辩识电液伺服系统模型

建立了一种辩识非线性电液伺服控制系统数学模型的辩识方法,研究了多层前向神经网络辩识非线性系统的辩识算法和结构,利用辩识实验获得的过程输入／输出数据动态调整神经网络权值。仿真结果辨明：神经网络描述的电液伺服控制系统数学模型具有较高精度,算法全局逼近能力良好。     

电液位置伺服系统最少拍控制应用研究

针对电液伺服控制系统的特点,进行了计算机控制系统的整体设计,以对称阀控制非对称缸的数学模型为基础,考虑一般电液伺服系统的元件,对伺服阀、伺服放大器、D/A、A/D卡进行了简化,得到整体模型,运用最少拍控制理论,得到最少拍控制器,实验证明控制效果良好.     

神经网络PI自适应控制及其应用

基于传统PID控制和人工神经网络技术,提出一种神经网络PI自适应控制策略,并把它用于一电液非线性伺服系统的位置控制.仿真研究结果表明,所提出的神经网络PI自适应控制策略可行,对改善非线性伺服控制系统的鲁棒性和动静态特性具有积极作用.