闭环运动控制系统中被控对象的模型辨识研究

分析采用运动控制器的典型运动控制系统的工作过程。利用闭环控制系统中的控制信息和反馈信息 ,在不增加任何硬件测试装置的条件下 ,从辨识所得到的闭环模型中得出被控对象系统的数学模型 ,实验证明该方法可行 ,可为系统参数优化和故障诊断等提供条件。     

数控机床进给系统机械刚度的闭环参数辨识

对于高速高精度机床,进给系统机械刚度是影响机床动态特性的重要参数。以采用商用数控系统的机床为研究对象,提出了机械刚度闭环辨识的新方法。针对移动工作台机械系统的二阶系统模型,推导出全闭环条件下的刚度辨识递推公式,通过输入二次位移曲线实现系统的持续有效激励。为验证提出的机械刚度辨识方法的有效性,进行了仿真和实验,结果表明,提出的刚度闭环辨识方法不受数控系统的开放性限制,方法简便、有效,适合生产现场。     

基于闭环自适应辨识的速度环PI参数自整定

针对永磁同步电机伺服系统速度环比例积分（PI）参数整定过程中需要反复调节、效率低等问题,提出了一种基于闭环自适应卡尔曼滤波（AKF）系统辨识的伺服系统速度环PI参数自整定方法。首先根据输入信号激励速度闭环系统,分析不同频率激励作用下闭环辨识序列的信噪比与实际输出,然后引入AKF算法辨识闭环被控对象的离散模型,最后通过遗传算法仿真搜索最优速度环PI参数。仿真与实验结果表明：该算法能有效抑制量测噪声等扰动对系统辨识精度的影响,辨识结果能够反映实际系统的动态输入输出特性,优化后的速度环具有优良的响应性能和较高的精度,便于实际工业应用。     

石油钻机自动送钻控制系统研究

石油钻机自动送钻是钻机自动控制技术的主要发展方向之一,针对钻井过程中井况的非线性、不确定性和实时性要求,很难得到系统的精确数学模型。用基于模型的传统控制方法也就很难得到精确、稳定的控制效果。采用单神经元自适应PSD控制器实现自动送钻的智能控制,这种方法不需辨识对象的参数,只要在线检测被控对象的实际输出与期望输出,就可以形成自适应闭环控制系统。此控制器结构简单易于实现。仿真结果表明,与传统的PID控制相比,单神经元自适应PSD控制器控制的反应速度快,振荡幅度小,并且稳态误差小,效果明显。     

支持向量回归在内模控制中的应用研究

提出支持向量回归内模控制的设计方法采用支持向量回归在线辨识算法建立被控对象的正模型,并利用先离线再在线辨识的方法建立被控对象逆模型.对非线性慢时变系统进行仿真研究,与其它方法的仿真比较结果表明SVR-IMC具有更好的控制性能.     

基于LabVIEW与PLC通信的系统辨识

利用LabVIEW与PLC通信,对被控对象进行相关数据的采集与模型的辨识,构建一个原理简单方便实用的辨识系统,该辨识系统的硬件电路就是控制系统本身,不需额外的搭建新的辨识系统硬件电路,并以直流电机为例,通过实验与仿真对比,验证该辨识系统获得模型的准确性。该辨识系统可以为控制系统的算法研究及控制方案的设计提供有力的支持。     

基于BJ辅助变量法实现动力调谐陀螺仪的闭环辨识

为了在闭环工作条件下监测动力调谐陀螺仪的性能,研究了动力调谐陀螺仪的闭环辨识方法。首先,根据动力调谐陀螺仪闭环模型的复杂结构,对其进行化简和离散化处理,获取辨识模型集和模型阶数。接着,将辅助变量法(Ⅳ)应用于动力调谐陀螺仪的闭环辨识,并根据传统Ⅳ法的不足,提出了BJIV辨识法。该方法能够应用于BJ模型,使系统模型与噪声模型不再受辨识模型的限制。然后,利用仿真分析的方法,分析BJIV法辨识结果的无偏性与渐进离散特性。最后,采用提出的方法对某型号动力调谐陀螺仪进行单次和连续闭环辨识实验。仿真结果表明:BJIV法的辨识结果在有噪声存在的条件下是一致无偏的,渐进方差能够接近最优;闭环辨识实验结果表明:辨识拟合度优于90%,连续跟踪2h,获得了可靠的辨识结果。     

基于正交投影的闭环子空间辨识方法

针对闭环MIMO系统的辨识问题,提出一种基于投影的子空间辨识方法,可以辨识出具有白噪声干扰的控制对象和控制器的状态空间模型。该方法从控制对象的输入输出来辨识对象模型。通过正交投影使得求得的状态实质为卡尔曼滤波状态,以此来求取控制对象的状态空间模型;对于控制器模型,提出两种不同的辨识求解方法。最后,在Matlab下进行了仿真验证,结果表明该方法的有效性。     

基于浮点数编码的自适应遗传算法在模型辨识中的应用

掌握被控对象的数学模型是准确分析该对象特性的前提。由于目前被控对象变得越来越复杂，传统的辨识方法在很多情况下已不能胜任。本文提出将自适应的遗传算法（AGA），在融合、改进了其它一些遗传操作的基础上应用于系统辨识。通过分别对理论模型和实际模型的辨识仿真，结果证明本文的自适应遗传算法有较高的精度和较好的鲁棒性。     

基于重复控制的数控系统伺服调节技术的研究

针对数控活塞环车削周期性控制的特点,应用重复控制理论对活塞环车床数控系统伺服调节技术进行了研究。以M序列信号作为输入信号,采用最小二乘法首先对数控伺服系统模型进行了系统辨识;以辨识所得到的整个闭环伺服系统模型为调节对象,进行了重复控制器的设计,构建了适合于伺服系统调节的重复控制器;以Matlab/Simulink为工具对所构建的重复控制器进行了仿真比较,系统跟随误差由原来94.2%减少到11.1%;同时在自行开发的数控系统上进行实际试验比较,系统跟随误差也由87.9%减少到24.7%。通过试验表明,基于重复控制的伺服调节技术能有效地抑制周期运动中的跟随误差。     

基于图像数据的数控自动编程系统研究与开发

在分析基于图像数据的数控加工技术特点基础上,综合运用信息技术、计算机视觉技术和图像处理技术,开发了基于图像数据的数控自动编程系统。该系统采用链码跟踪方法记录图像的边缘轮廓,通过数学形态学方法进行缺陷修补,基于由阴影恢复形状(SFS)方法获取图像的三维形状信息,同时,结合数控加工的特点,采用适应性包容盒方法实现图形的矢量化处理。给出了系统开发关键技术的实现方法。实例表明,该系统为实现基于图像数据的数控加工提供了条件。     

基于Web的数控程序在线编辑系统的研究

首先分析了基于Web的数控程序在线编辑系统应具备的功能，接着提出了三层浏览器/服务器模型系统的体系结构，然后介绍了系统涉及的关键技术，最后通过分析一实例具体介绍了系统的实现过程该系统实现了异地用户对数控程序的管理和共享，并能根据定制好的不同的数控系统对数控程序进行检验。     

系统辨识在轮式移动机器人转向系统中的应用

应用系统辨识方法对轮式移动机器人转向系统的数学模型进行了研究.首先对系统施加合适的输入信号,记录系统的输出信号,并进行试验建模,最后推导出被控对象的数学模型.经过验证,辨识模型能够反映实际系统的特性,这种辨识方法是研究轮式移动机器人转向系统特性的一种可行方法.     

基于FANUC数控系统前馈控制提高数控机床控制精度的研究

常规的数控伺服系统的指令滞后问题导致加工指令轨迹同实际轨迹存在形状误差。通过理论计算和实际应用认为:在数控伺服系统中引进前馈控制(即把前馈控制器置于系统的输入端)方法是消除这种不稳定和精度误差最有效的方法。阐述了伺服系统前馈控制技术的设计原理和具体方法。     

基于特征的钻模板 CAD/CAM 系统的开发

分析机体零件、钻模板零件的特点,以并行工程为指导,利用ＩＤＥＦ０方法和面向对象的特征信息建模方法分别建立起系统的功能模型和全局的单一的数据模型,定义相应的基本特征、阵列特征、数控加工特征、特征数控段,使所建立的数据模型将设计特征和制造特征统一在同一特征定义中,从而为本ＣＡＤ／ＣＡＭ系统内部数据的无缝集成打下基础。最后,在ＡｕｔｏＣＡＤ１４上,用Ｃ＋＋语言实现了本系统。     

一种基于真实预切削的三维数控加工仿真系统

介绍了一个基于真实“预切削”的三维数控加工过程仿真系统的设计与实现原理。该系统能定义毛坯、刀具和夹具,模拟切削工件的全过程,仿真完成后可得到与实际加工情况完全一致三维零件图。为了提高系统适应性,文中提出并应用了数控功能代码的概念。系统在AutoCADObjectARX平台上开发实现,文中给出了运行实例。     

数控车床螺纹加工方法

介绍了增量式光电编码器的工作原理，叙述了数控车床车削螺纹的加工方法，提出了螺距补偿的计算公式。     

数控车削加工仿真系统的研究

以数控车削加工过程仿真为对象,综合产品参数建模技术、优化方法、计算机图形学及计算机动画技术等,开发出"数控车削加工仿真系统".通过VRML建立虚拟数控车床的三维实体模型、机床运动模型来仿真数控车床的操作、加工过程,提供了真实感较强的虚拟操作加工的检测及培训环境.     

精密数控机床的转角-线位移双闭环位置控制系统

研究出一种双位置闭环高精度伺服控制技术,并结合国情开发了用于高精度数控机床的新型双闭环位置控制系统。该系统可对各种类型的数控机床实现以高精度、高稳定性和优良的动态性能为特征的全闭环位置控制。应用于数十台国产数控机床上,在复杂模具零件和精密孔系零件加工方面取得良好效果。     

Robust observer-based OMF vibration control of flexible linkage mechanisms using piezoelectric films

Based on the state-space model of the flexible linkage mechanism equipped with piezoelectric films, a robust control methodology for actively suppressing the elastodynamic responses of the high-speed flexible linkage mechanism with linear structured time-varying parameter perturbations by employing an observer-based optimal model-following (OMF) controller is presented. The advantage of the proposed robust observer-based OMF control methodology is that it not only can avoid the problem of how to choose the appropriate weighting matrices in the quadratic cost function of the linear-quadratic/linear-quadratic-Gaussian (LQ/LQG) control method but also can make the controlled closed-loop system to have the specified system response characteristics. Besides, in order to guarantee that the designed observer-based OMF controller can make the controlled flexible linkage mechanism system to avoid the possibilities of both spillover-induced instability and time-varying-parameter-perturbation-induced instability, a robust stability criterion is also presented in this paper. The control method, presented in this paper, can not only make the controlled closed-loop system to have the specified system response characteristics, but also guarantee the controlled closed-loop system to have robust stability properties by using the proposed robust stability criterion; while those control methods reported recently do not have these above-mentioned merits. Finally, an active robust vibration control problem of a slider-crank mechanism is provided for illustrating the applicability of the proposed method.