磁流变对称式气动缸动力机构特性的仿真分析

磁流变气动控制技术是克服传统气动伺服系统缺点、提高定位精度和运动平稳性的一种新技术，是一个崭新而前景广阔的研究领域。该文根据磁流变气动控制技术，构建了一磁流变对称式气动缸动力机构，并建立了该动力机构的数学模型；通过MATLAB仿真语言，对新型动力机构的动、静态性能进行了仿真分析，并和传统气动缸动力机构进行比较。结果表明新型机构较传统机构有更好的动、静态性能。此结论为磁流变技术在气动控制中的应用提供了理论依据。     

基于速度反馈的直流电动机复合控制方法

针对传统的直流电动机控制系统存在响应速度慢、抗干扰能力差的问题,提出了一种基于干扰观测器和速度观测器的直流电动机复合双环控制方法。该方法在直流电动机PID控制中加入前馈控制、干扰观测器和速度观测器。前馈控制用于提高系统的响应速度和跟踪特性;干扰观测器将外部力矩干扰及电动机模型参数变化造成的实际对象与名义模型的输出差异,等效到控制输入端,即观测出等效干扰,在控制中引入等效补偿,实现对干扰的完全抑制;速度观测器是将系统的转矩指令和实际速度作为输入,利用观测和滤波功能,得到一个不包含高频成分且不滞后于实际电动机速度的观测速度来代替实际速度,作为速度反馈信号。仿真结果表明,该方法具有很好的鲁棒性,降低了因测量噪声带来的电动机振动现象及速度和位置跟踪误差。     

基于自供电的磁流变阻尼器内部状态无线监测系统设计

为了获取磁流变阻尼器内部状态参数并解决能量供给问题,设计了一套基于自供电技术的磁流变阻尼器内部状态无线监测系统。通过能量采集装置将服役状态下磁流变阻尼器中磁流变液的动能转换为电能,再经能量管理电路进行高效充放电管理,为无线发射模块和传感器供电,无线发射模块将传感器采集到的数据发送给外部接收模块进行处理。实验结果表明:采集到的能量能够驱动无线传感模块正常工作,该系统能准确获取阻尼器内部温度、压强信息,为磁流变阻尼器的进一步研究提供理论依据和技术支持。     

基于前馈补偿的卫星姿态复合控制及物理仿真

现代对地观测卫星往往带有大型活动式有效载荷，有效载荷的运动将对卫星的姿态指向精度和姿态稳定度产生严重影响。为此需要控制系统克服有效载荷运动干扰力矩的影响，满足卫星平台的姿态指向精度和稳定度要求。本文针对此类被控对象，研究了一种基于前馈力矩补偿的复合姿态控制策略。该控制策略针对有效载荷运动产生的干扰力矩实施前馈力矩实时补偿，残余力矩及其它因素的影响则由解耦PID控制律或自抗扰控制律等反馈措施加以克服。姿态信号基于陀螺和星敏感器组合定姿，通过高精度姿态确定算法获得。利用单轴气浮台物理仿真试验验证了方案的有效性。     

气动位置伺服系统的自校正自适应研究

气动技术是一门以空气作为传动介质的流体流动与控制技术，由于其本身固有的特点，如省能，污染小，价格低廉及适用范围广等。在工业自动倾及机器人领域等得到了越来越广泛的气动位置伺服系统，在全面分析研究这种气动位置伺服系统，在全面分析研究这种气动位置伺系统的基础上，针对气动伺服系统的弱品质，如系统刚度差，非线性严重及参数变化大等，提出一个新的控制算法，即零一极点配置的自校正自适应控制算法，研究结果表明，这种控制算法对气动位置伺服系统是适用的，具有产好的跟踪速度及控制精度，这一研究为进一步开发研制气动伺服系统打下坚实的理论基础，并可望在气动喷漆机器人中得到应用。     

基于磁流变阻尼器整车半主动悬架的开关控制

利用一般系统的第2类Lagrange方程建立了适合磁流变阻尼器半主动悬架的Lagrange方程,并在此基础上建立了侧倾、俯仰和垂直运动完全耦合的整车半主动悬架系统运动方程和状态方程．以某种磁流变阻尼器作为作动器,系统地研究了整车半主动悬架开关控制的策略．仿真结果表明：开关控制对整车悬架的簧载质量的垂直加速度和侧倾角加速度的控制效果不明显,特别是对俯仰角加速度反而有所恶化．但是,对悬架动挠度和轮胎动挠度,和非簧载质量的垂直加速度,簧载质量的侧倾加速度可以进行有效的控制,特别是对后悬架的控制效果尤其显著．     

基于复合控制策略的逆变器研究

针对基于单一控制的单相全桥逆变器存在稳定性和鲁棒性较差的问题,提出了一种基于迭代学习控制和模糊PI控制的复合控制策略。模糊PI控制用来提高单相全桥逆变器的动态特性,迭代学习控制用来改善单相全桥逆变器的稳态精度。仿真结果表明,基于复合控制策略的单相全桥逆变器输出电压波形畸变率小,动态响应快,稳态精度高。     

摩托车磁流变阻尼器的设计研究

磁流变液（Magnetorheological fuild）是一种新型的智能材料，属于可控流体，具有在外加磁场作用下快速可逆地改变流变性能的特点。本文选择剪切阀式作为本文阻尼器的工作模式，对磁流变阻尼器的磁路进行了设计；优化设计了磁流变阻尼器的结构参数，在此基础上，根据理论分析选择阻尼器的结构尺寸，设计制作了单出杆磁流变阻尼器。对本文设计的磁流变阻尼器的特性进行了实验研究，本文的研究结果对于磁流变阻尼器在摩托车悬挂系统中的应用具有较好的参考价值。     

磁流变阻尼器内部流体动能的能量采集

为了构建自供能式磁流变阻尼器内部实时状态监测传感系统,本文介绍了一种针对磁流变阻尼器内部流体能的能量采集装置。该装置被安装于磁流变阻尼器活塞顶端并为检测阻尼器内部工作参数的无线传感模块1供电。根据能量守恒定律,推导出磁流变阻尼器中磁流变液流动能的理论模型。通过实验测试分析了在不同的外界激励下能量采集装置的工作情况,证明了采集的电能随着活塞的运动频率增加而增加,而与磁流变阻尼器的磁流变特性没有明显的关系。测试表明利用此装置能较好的采集到来自于磁流变阻尼器内部流体流动产生的能量,为无线传感模块供电。     

磁流变阻尼器磁滞补偿控制器设计

针对磁流变阻尼器内部铁磁材料所固有的磁滞非线性,根据反馈磁感应强度的磁滞补偿控制方法,设计了磁滞补偿控制器。以STM32F103ZET6单片机为控制核心,通过设计霍尔传感器的调理电路、脉宽调制(PWM)信号滤波电路、电压放大电路,以及实时化的比例—积分—微分(PID)控制算法和人机交互界面,实现了磁流变阻尼器磁滞补偿控制器的功能。通过实验验证了控制器在窗函数、阶梯函数和半正弦函数等三种不同输入电流条件下的磁滞补偿控制效果。实验结果表明:相比无磁滞补偿控制,在磁滞补偿控制器的作用下,磁流变阻尼器的阻尼通道磁场能较好地跟踪控制电流,验证了磁滞补偿控制器的有效性。     

基于位置信息的混合多智能体蜂拥控制方法

目前,很多蜂拥控制算法都是基于智能体通信半径为一个固定的值且既考虑多智能体之间的相对位置,又考虑它们的相对速度来设计的,然而,实际的情况往往不会有那么理想。文中试图在基于通信半径不同的混合多智能体控制策略的设计过程中减少考虑的控制因素的个数（只考虑位置信息）,提出一种分布式的控制算法。此控制算法能实现多智能体跟随一个速度固定的虚拟领航者,形成聚合、无碰撞的队列。给出了算法的可行性理论分析,并针对20个智能体跟踪一个速度固定的虚拟领导者的情形给出了计算机仿真,用以验证算法的可行性。     

基于迭代学习的机械手操作空间力/位置混合控制算法

基于对常规机械手操作空间力/位置混合控制算法的简单回顾,及对该算法所遇到困难的分析,提出了一种基于迭代学习的机械手操作空间力/位置混合控制算法,来改善机械手同高刚度环境接触时,机械手力/位置混合控制的动态控制性能．给出了学习算法的收敛条件及其证明.实验表明该算法具有快速的收敛性,能达到很高的力/位置动态控制精度.     

基于位置估计的双馈风力发电机的控制策略

为了避免由机械传感器所带来的一些控制上的问题,提出了一种基于位置估计的双馈风力发电机的控制方案。在转速控制阶段,根据双馈发电机数学模型,通过采集电网电压电流,转子电压电流,采用定子磁场定向的矢量控制策略,利用转子电流矢量综合位置与定子电压矢量综合位置,对并网前后转子位置进行估算,得到转速及功率变化规律,运用这个规律可以实现对转速的控制。最后对1 MW的风力机模型进行系统仿真实验,结果表明整个转速控制区间对转子位置的估计都满足系统要求,基本上解决了风力发电机的转速和无功功率控制难的问题,验证了方案的正确性与可行性。     

基于模糊自适应滑模算法的多机械臂力/位混合控制

针对多机械臂力/位混合控制受摩擦力等不确定因素影响的问题,该文提出了一种基于模糊自适应鲁棒滑模算法的控制方法。首先,根据机械臂及物体的动力学方程,构建多机械臂系统模型,并将模糊算法与自适应滑模算法相结合;然后,对不确定因素及未知非线性项进行补偿,利用鲁棒算法对系统可靠性进行提升;最后,基于李雅普诺夫方法,证明了该系统的稳定性。仿真结果显示,该方法可显著提升控制器的控制精度和系统响应速度。     

基于X-Y定位平台的力/位置混合控制

在确定了X-Y定位平台系统数学模型的基础上,提出了一种力/位置混合控制方法。在位置控制部分,采用了基于重复控制补偿的PID控制方法。用重复控制作为误差补偿与传统简单的PID控制器相结合作为位置控制部分所采用的控制算法。在力控制回路中采用一种自适应模糊控制方法。通过引入一个切换函数来确定控制律形式,根据所设计的模糊规则对变量进行模糊化,通过解模糊得到控制律结果,自适应律是通过调制饱和度得到的。仿真结果表明,该控制方法能使系统的自适应能力和鲁棒性均有显著改善。     

机械臂的位置与力的混合控制方法

本文研究关于机械臂的位置与力的混合控制方法.为了实现混合控制,首先应用一对被称为"任务规范投影算子"建立了机械臂混合控制的动态方程.在此基础上,提出了两种控制器的设计方法,一种是计算力矩方法控制器,另一种是动态补偿变结构控制器.后者不但具有更好的鲁棒性,并且可以分别调整运动与约束力的跟踪精度.     

基于遗传算法的双臂机器人模糊力/位混合控制

近年来,适用于空间站操作的冗余度双臂机器人系统技术研究得到了较多的重视．结合已有的 研究基础和研究条件,本文开展了面向空间舱内作业的冗余度双臂机器人协调控制应用研究．针对双臂机器 人协调操作过程中的受力问题,提出了一种基于遗传算法的双臂机器人模糊力/位混合控制策略．该方法把机 器人末端的力误差通过模糊控制转变为机器人位置控制器的修正值,在不改变机器人原有位置控制器的前提 下,实现力/位混合控制．利用遗传算法离线优化模糊控制规则,为了提高遗传算法的性能,总体交叉概率和 变异概率都采用了自适应控制策略．最后,以冗余度双臂机器人合力协调搬箱为例,进行了力跟踪的三维仿 真和实验,验证了所提出控制策略的有效性和可靠性．     

基于FTC的BBMC调速控制策略及参数优化

针对以Buck-boost矩阵变换器(BBMC)为功率变换器的异步电机调速系统, 提出一种基于有限时间控制(FTC)的变频调速控制方法.首先根据异步电机的给定转速, 经基于PI-IP控制的矢量控制算法获得BBMC的参考输出电压; 再以BBMC中电容电压与电感电流作为系统控制变量, 经有限时间控制算法得到BBMC中对应功率开关的占空比; 再根据该占空比对BBMC中对应功率开关实施控制, 即可在BBMC输出端获得与其参考输出一致的输出电压, 从而实现异步电机实际转速对其给定转速的准确跟踪, 达到对异步电机转速进行准确控制的目的; 同时采用自适应狼群优化算法对BBMC主电路参数及基于有限时间的控制参数进行优化, 取得了满意的效果.最后通过仿真和实验对上述控制方法进行了验证.     

基于模糊-PID的汽轮机转速控制系统

船用核动力装置机动性要求较高,采用直流蒸发器的船用核动力装置,多参数问具有较强的耦合关系,各主要控制器之间应能相互协调。汽轮机转速如采用常规的PID调节不能较好地满足控制需求。本文设计了汽轮机转速模糊PID双模控制系统,并对蒸汽压力具有协调控制功能,利用模糊控制的快速动态响应和PID控制的稳态性能,来实现汽轮机转速快速跟踪、稳定控制的要求。仿真试验表明该控制系统响应时间和稳态精度都有明显改善。     

模糊-PID混合控制技术在直流电机调速系统中的应用

为了提高直流电动机调速系统性能,通过模糊PID控制方法和MATLAB软件的控制工具进行直流电动机调速系统的辅助设计。