基于干扰观测器的液压位置伺服系统级联控制

级联控制策略被应用于液压伺服系统位置控制,以提高系统输出响应性能。为了抑制液压伺服系统中各种不确定的非线性因素和外部干扰,提出了基于干扰观测器的终端滑模控制与非线性补偿相结合的级联控制策略,利用Lyapunov稳定性理论证明了位置闭环系统在有限时间内收敛。与渐近收敛控制器不同,级联控制器保证了系统状态误差和观测器估计误差在有限的时间收敛到0。利用MATLAB/Simulink对设计的控制器进行了仿真验证,结果验证了提出的控制器的理论可行性。为了模拟外界未知干扰,在液压伺服系统基础上加入阻尼可调减震器,以此开展实验研究。结果表明：提出的控制器有效抑制未知干扰影响,且提高了液压伺服系统的跟踪精度。     

直线电机运动控制中的干扰观测器的研究

提出了改进型干扰观测器结构。该结构提供了更多可以调节的参数，这在一定程度上缓解了系统抗干扰性能与鲁棒稳定性之间的矛盾；另外在应用于计算机控制时，该结构相当于直接离散设计，因此对于非连续的干扰也能抑制。以直线电机驱动的高速高精度运动平台为实验系统，对传统干扰观测器和改进型干扰观测器进行了比较，实验结果表明，后者具有更好的动特性和更强的鲁棒性，因而使得系统可获得更好的跟踪性能和更高的定位精度。     

基于干扰观测器的电液伺服系统反馈线性化滑模控制

为抑制电液伺服系统中各种非线性因素及不确定干扰,提出了基于输入输出反馈线性化的滑模控制与非线性干扰观测器相结合的控制策略以提高其位置控制跟踪精度。以电液振动台为试验对象,建立其非线性控制模型,利用李雅普诺夫稳定性理论保证了位置闭环系统的全局稳定性。利用MATLAB/Simulink对设计的控制器进行了仿真验证,结果验证了提出的控制器的可行性。为了模拟实际环境下存在不确定干扰,在位置电液系统基础上增加了电液加载系统,开展了试验研究。结果表明,该控制器能有效的提高干扰下电液伺服系统的位置跟踪性能。     

基于扰动观测器的直线电机速度系统预测函数控制

针对直线电机伺服系统存在非线性、不确定性和各种扰动等特性,提出了一种基于扰动观测器和预测函数控制的复合控制方法。首先建立直线电机伺服系统的数学模型;然后设计扰动观测器对参数变化和外部干扰进行补偿,将干扰估计值反馈给预测函数控制器,建立带有干扰信息的预测模型,从而优化控制方法,提高伺服系统的控制效果。仿真结果表明,采用该复合控制方法设计的扰动观测器和预测函数控制器能够有效抑制扰动,满足系统对快速性和稳态精度的要求,系统具有较强的鲁棒性和抗干扰性,能够实现伺服系统的有效控制。     

基于干扰观测器PID的水下绞车控制系统

针对海洋工况下坐底自升降式水下绞车深度难以实现精确控制的问题,提出了基于干扰观测器PID原理的水下绞车定深控制方法。根据水下绞车的机械结构和控制系统硬件组成,设计了基于干扰观测器的PID控制系统,并对传感器集成浮球的正弦定深控制和爬坡定深控制进行了Matlab仿真分析,以深度偏差平方作为评判标准,分析了常规PID和干扰观测器PID的控制效果。研究结果表明,与常规PID定深控制相比,基于干扰观测器的PID可以观测和抑制外界干扰对系统产生的影响,能够有效提高水下绞车定深控制的准确性。     

直线伺服系统的差异进化PID速度控制

针对标准差异进化（DE）操作过程中参数为常数而导致算法鲁棒性差的缺点,提出根据进化过程和目标向量收敛情况调整缩放因子F和交叉概率CR的自适应参数调整策略。利用改进的差异进化算法整定直线伺服系统速度调节器的PID参数,并利用MATLAB进行仿真。结果表明,与常规PID控制相比,优化后的控制器提高了直线伺服系统的静态和动态性能,使得电动机在负载改变时转速超调量减小．且转速更快趋于稳定．     

直线伺服系统的差异进化PID速度控制

针对标准差异进化(DE)操作过程中参数为常数而导致算法鲁棒性差的缺点,提出根据进化过程和目标向量收敛情况调整缩放因子F和交叉概率CR的自适应参数调整策略。利用改进的差异进化算法整定直线伺服系统速度调节器的PID参数,并利用MATLAB进行仿真。结果表明,与常规PID控制相比,优化后的控制器提高了直线伺服系统的静态和动态性能,使得电动机在负载改变时转速超调量减小,且转速更快趋于稳定。     

挖掘机基于干扰观测器的滑模控制

针对挖掘机工作装置的参数不确定和存在干扰的问题,将滑模控制用于挖掘机工作装置的轨迹跟踪控制中。为了削弱滑模控制中存在的抖振,设计了干扰观测器,对干扰项进行有效估计以降低滑模控制中的切换增益。利用Matlab／Simulink工具箱对所设计的控制器进行了仿真,给出了基于干扰观测器的滑模控制的跟踪性能及误差。     

直线电机进给伺服系统综述

直线电机是20世纪末期出现的新型驱动元件,被称为“直接传动” 或“无间隙传动”,具有广泛的应用前景,编者特约清华大学王先逵教授为广大读者介绍这方面的情况。王教授和陈定积先生在本文中详细阐述了直线电机的原理、构造、直线电机的特点以及直线电机进给伺服系统的结构,以飨读者。在此向王先逵教授表示衷心的感谢。     

基于负载观测器的直线开关磁阻电机滑模位置控制

基于负载观测器补偿的滑模变结构控制算法,设计了一个直线开关磁阻电机位置控制器。论文对该位置控制系统进行了仿真分析和实验验证,结果表明,采用负载观测器补偿后的滑模控制算法实现直线开关磁阻电机的位置控制比传统的PD控制和传统的滑模控制具有更好的控制性能。     

基于干扰观测器的龙门机床双驱系统的同步控制

根据动梁式龙门机床双驱动系统的结构特点及运动特性,基于拉格朗日方程,建立了龙门机床两轴之间的机械耦合模型,结合传动系统动态模型和伺服系统三闭环控制结构,得到了龙门机床双驱动系统模型;为了降低非对称结构和偏心负载等干扰对同步性能的影响,提高系统的抗干扰性,提出了一种基于干扰观测器（DOB）的双驱动系统同步控制方法;最后进行了仿真分析,仿真结果表明,通过干扰观测器对干扰进行补偿后,龙门机床双驱动系统的同步性能得到了明显的提高。     

阀控单出杆缸电液伺服系统二阶线性自抗扰控制

为提高阀控单出杆缸电液伺服系统性能,在构建阀控单出杆缸电液伺服系统动态机理模型基础上,提出了一种具有加速度前馈的二阶线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)方法,采用奇异摄动理论分析了闭环系统稳定性,并针对系统响应性能和抗干扰性能与传统PID控...     

永磁交流同步直线电机位置伺服控制系统设计

分析了永磁交流同步直线电机的数学模型和控制要求,对4种典型的位置控制器进行了比较研究,对扰动观测器的结构进行了改进和参数调整。在此基础上,提出了基于扰动观测器的加速度反馈位置伺服控制系统。理论分析和仿真实验证明,此控制系统适于永磁交流以同步直线电机的控制。     

基于DSP的直线电机位置伺服系统

提出一种基于数字信号处理器(DSP)的直线电机位置伺服系统。该系统充分利用了DSP周边接口丰富、运算速度快的特点,使所设计的系统硬件简单,并实现了采用状态反馈对系统进行控制。实验结果表明,系统结构紧凑,具有良好的动静态特性。     

一种高响应数模混合式直线伺服系统

为了满足短行程高速往复直线运动中高精度、快响应的要求，提出了一种基于DSP和直线电机的高口向应数模混合式直线伺服系统。分析了直流直线电机的数学模型和控制系统，给出了位置闭环复合控制器的设计，实验结果表明伺服系统的性能达到了设计要求。     

机带海水冷却电液伺服系统反步抗扰控制研究

针对船舶传动装置机带海水冷却系统的电液伺服系统,通过详细建立阀控液压马达系统的数学模型,提出反步抗扰控制策略。该方法利用反步设计方法将系统分为3个子系统,分别设计相应的控制率;考虑系统中的非匹配干扰和匹配干扰,结合不确定性和干扰估计器以及观测器设计方法,提出一种状态和干扰估计器,估计系统状态、非匹配干扰和匹配干扰,并将估计值带入反步法设计的控制率,获得最终的反步抗扰控制率。分析状态和干扰估计器的稳定性,证明闭环系统跟踪误差最终一致有界。采用PID控制和反步控制作为对比,仿真验证反步抗扰控制的跟踪性能。结果表明:所提出的反步抗扰控制方法具有较强的抗扰鲁棒性,能够有效补偿干扰,进而获得快速准确的跟踪效果。     

基于Qt/ARM的伺服电机控制系统

伺服电机的调速控制和信息反馈是当前控制系统中最主要的研究内容之一.根据实验室项目的需要,以STM32F103为下位机核心控制器,设计了基于Qt的伺服电机控制系统.上位机设计了在Windows和Linux两种平台下工作的模式,可以在PC机上和手持式Linux系统中运行,节约成本;同时也为后续远程网络控制提供了参考依据.     

基于自抗扰控制的转台伺服系统摩擦非线性补偿仿真研究

为克服非线性摩擦在转台伺服系统低速运行时对控制性能的影响,设计一种线性自抗扰控制器.该控制器采用线性扩张状态观测器及线性反馈,将摩擦作为系统总扰动进行实时估计,并加以补偿.基于Lugre摩擦模型建立转台伺服系统的数学模型,对这种线性自抗扰控制器进行仿真实验.结果表明,和传统PID控制器相比,所设计的控制器对非线性摩擦有良好的抑制作用,同时具有响应速度快、稳态误差小,抗扰能力强的特点.     

基于伺服电机的低刚度运动机构同步控制研究

针对一个低刚度、大惯量、高同步要求的U型俯仰门架运动机构,提出了伺服电机驱动滚珠丝杠的同步控制方法。利用PLC（可编程逻辑控制器）定位功能模块FM353,借助于伺服驱动器提供的数频级联主从控制模式,并结合对门架机构运动不同步的人工干预的高精度校正补偿方法,使该机构的运动达到了0.1°的同步精度要求。     

直线电机精密工作台扰动观测器设计

针对直线电机驱动、气浮导轨支撑的精密工作台没有机械阻尼、抗扰动性能差的特点,为了在较短的位置伺服周期内(110μs)抑制工作台上的线缆扰动以及直线电机推力波动的影响,提高工作台的轨迹跟踪精度,采用了基于精密工作台名义模型的方法设计扰动观测器,构成PD+扰动观测器的运动控制结构。通过实验,与没有扰动观测器的PD控制相比较,工作台静态定位精度提高了0.3μm,以120 mm/s匀速运动时工作台的轨迹跟踪精度提高了2μm。结果表明,该控制方法计算量小,抑制外部扰动效果好,有利于工作台综合性能的提高。