混合驱动五杆机构控制系统虚拟仪器设计

混合驱动机构输出柔性大,能够满足给定的运动规律要求,精度较高,在现代机械工业领域具有广阔的应用前景。设计混合驱动五杆机构PID控制系统,建立混合驱动五杆机构测试控制实验装置,采用LabVIEW开发混合驱动五杆机构测控虚拟仪器,进行实验研究。结果表明:实验装置运行良好,实现了根据输出构件运动规律对五杆机构系统的混合驱动控制,效果较好;虚拟仪器界面友好,操作简单,能很好地满足实验工作需求。     

混合输入五杆机构的轨迹跟踪研究

混合输入五杆机构系统是一种新型的可控机构,采用恒速电机和伺服电机作为驱动元,两种类型的运动通过一个五杆机构复合后,可得到柔性输出运动.本文对混合输入五杆机构进行了逆运动学分析和动力学建模.为了实现对连续时变轨迹的跟踪任务,该系统采用计算力矩控制算法对伺服电机的运动进行控制.对混合输入五杆机构实现直线轨迹进行了仿真研究,结果表明了逆运动分析和控制算法的有效性,得到了比较好的轨迹跟踪效果.     

基于小脑模型神经网络控制的混合驱动连杆机构控制系统研究

混合驱动连杆机构系统是一种新型的可控机构,采用一个不可控电机和一个实时可控电机作为驱动元.两种类型的输入运动通过一个两自由度运行机构复合后,可得到柔性输出运动.位置控制系统对保证混合驱动连杆机构输出精度起着决定性的作用,其控制系统要求实现高精度的跟随运动.文章运用复合控制思想,基于小脑神经网络,设计了混合驱动性杆机构的复合控制系统,并进行了仿真实验.仿真结果表明,该方法可以显著提高系统精度,且具有良好的控制性能.     

并联机构的对角型模糊变结构控制应用研究

针对平面二自由度并联机构,设计和应用了一种对角型模糊变结构控制算法,并通过仿真实现了机构末端期望运动要求,该控制方法的控制效果良好.     

基于反馈线性化的龙门数控机床磁悬浮系统滑模鲁棒控制

针对龙门移动式数控机床中横梁的悬浮刚度进行了研究.在龙门移动式数控机床中,将移动的横梁悬浮起来,可以消除摩擦提高加工精度.为了实现稳定的悬浮,提出了基于反馈线性化的滑模变结构的控制方法.通过反馈线性化的方法将非线性电磁悬浮系统转化为线性系统,然后利用滑模变结构控制方法设计控制器来对整个系统进行鲁棒控制.仿真结果表明,与传统的状态反馈控制方法相比,系统具有很强的抑制扰动的能力和高刚度,能够实现稳定悬浮.     

数控机床进给用磁悬浮系统的积分滑模控制

针对龙门数控机床移动部件与静止导轨存在的摩擦问题,提出了应用磁悬浮技术实现零摩擦驱动的控制方案.根据所建立的横梁磁悬浮系统的数学模型,应用基于微分几何的反馈线性化方法将非线性的电磁悬浮系统转化为线性系统,然后利用积分滑模控制器来对整个系统进行鲁棒控制.仿真研究结果表明,与传统控制方法相比,系统具有很强的抗扰性和较高的刚度,横梁能够实现无摩擦稳定悬浮.     

两杆欠驱动机器人的多层嵌套滑模控制方法

目前对于两杆欠驱动机器人的滑模控制方法大多不能保证子滑模趋近各自滑模面的可达性和鲁棒性,表现为系统的稳定过度依赖参数的选取,控制运行拥塞,参数调整难度大,实现困难。为此提出一种多层嵌套滑模控制方法,以改善子滑模趋向各自滑模面的可达性、鲁棒性和快速性。进行了系统滑模面的可达性和稳定性分析,并就Pendubot和Acrobot两类欠驱动机器人进行了位置镇定控制数值仿真。仿真结果表明该方法能够使系统的控制参数调整保持一定的连续性,降低控制拥塞和参数调整难度,并有效地提高子滑模趋向各自滑模面的快速性和鲁棒性。     

基于永磁同步电机的滑模变结构仿真研究

通过对永磁同步电机(PMSM)数学模型的分析,采用滑模变结构控制方法设计了控制系统的速度调节器,电流环采用工程领域应用较多的电流滞环跟踪PWM,实现了定子电流的精确控制.在此基础上,使用MATLAB建立了整个控制系统的模型,仿真结果验证了滑模变结构控制方法的可行性.     

交流伺服系统Ziegler-Nichols PI滑模并行复合控制

针对交流位置伺服系统负载力矩和转动惯量变化大、干扰力矩强的特点,提出一种ZieglerNichols PI滑模并行复合控制策略,设计了位置环滑模变结构控制器和Ziegler-Nichols PI控制器的并行结构,滑模控制抑制了参数摄动和负载扰动,Ziegler-Nichols PI控制可对传统PI控制器的比例、积分系数进行在线调整,实现了系统的调整控制.仿真结果表明,所设计的并行复合控制器能够保证系统的静、动态性能.     

混合驱动压力机机构优化设计

混合驱动机械压力机使用伺服电机与常规电机配合驱动冲压机构，能够通过编程控制伺服电机，灵活地调节冲压滑块的位置和速度。本文从正运动学和逆运动学两种途径，用优化方法建立了压力机混合驱动机构尺寸综合数学模型，并进行了对比研究。     

基于图像识别的填涂卡阅读机控制系统的研究

介绍了MCS-51单片机在基于图像识别的填涂卡阅读机控制系统中的应用情况。以单片机为核心组成控制系统，实现对阅读机的送纸机构、传送机构和摄像机位置调整机构的驱动电机的控制，从而实现填涂卡的搓送、传送、摄像、分离等功能。并详细说明了控制系统软硬件的实现方法。     

冗余驱动并联机构受力特性的控制方法研究

针对冗余驱动并联机构的驱动力优化,提出冗余驱动并联机构的位移协调模型,该模型考虑了各驱动臂的弹性变形和执行机构的位移。研究全位置控制、混合位置/力控制和全力控制3种控制方法在冗余驱动并联机构的力学特性,分析每种控制方法中驱动力/力矩、作动器位移、外载荷和驱动臂刚度之间的相关性,揭示了不同控制方法下输入位移和驱动臂刚度对力分布的影响规律。最后通过冗余驱动并联机构的实验平台,对3种控制方法进行了验证,并探讨了3种控制方法在不同工况下的应用。     

不锈钢点焊热过程的协同控制策略

着重探讨了协同控制法应用于不锈钢点焊过程控制的特殊性、必要性与适用性.针对动态电阻单调下降的不锈钢材料,以工艺试验确定的实际熔核形成起点,把焊接热过程明确划分为未形核与形成熔核两个阶段.进而,在这两个阶段中分别采用恒流控制和基于给定动态电流滞后角特性的模型化控制技术,即协同控制策略.结果表明,该监控策略能够保证不锈钢材料电阻点焊热过程的形核起点稳定,从而确保了阈值法控制的可靠性,焊接品质优良.     

一种模块化自重构机器人的设计与实现

介绍了一种新的模块化自重构机器人HitMSRII的设计与实现过程,包括机器人模块的机构设计和控制系统的软硬件设计两个部分.HitMSRII在HitMSRI的基础上加入了接触传感器;引入了无线通讯网络;设计了兼具销孔式可靠性和平面式灵活性的新型的模块分离、连接机构;并将控制方式由原来的集中式改为集中式和分布式相结合的方式,使系统能在不增加传感器的情况下自动采集机器人的整体信息.HitMSRII比HitMSRI的体积更小,质量更轻,驱动和通讯能力也更强.     

基于模糊神经PID的重载机械臂变幅系统仿真研究

针对重载机械臂变幅机构控制系统的功能要求,设计一种可以实现变幅机构位移同步控制的液压系统。结合重载机械臂位移同步控制方法与策略,提出采用能满足系统稳定性和鲁棒性要求的模糊神经PID控制策略对其进行位移同步控制。运用AMESim和Simulink对变幅控制液压系统进行建模仿真,对比分析了模糊神经PID与常规PID对液压缸运动控制的动态效果,得到了该液压系统中液压缸活塞杆位移曲线。仿真结果表明:模糊神经PID控制器具有较强的抗干扰能力和较好的鲁棒性,验证了所设计的变幅机构位移同步控制液压系统具有良好的工作性能。     

SERCOS高速光纤环网多轴控制技术在交叉铺网机上的应用

分析了传统交叉铺网机存在的缺点,阐述了W1251型新型交叉铺网机的工作原理、机械结构和控制要求.提出并采用了双帘夹持式铺网机构、高性能伺服电机和SERCOS光纤环网多轴控制技术,通过控制输出面网速度与铺网小车同步运动,并采用Profiling轮廓控制方式,实现了交叉铺网装置的自动控制,给出了控制系统的详细方案和工作原理.     

基于混合控制的无凸轮发动机气门电液执行机构跟踪误差研究

为降低发动机气门运动位移输出误差,设计一种新的发动机气门电液执行机构。创建电液执行机构原理简图,对压电制动器和机械伺服系统进行分析。给出了电液执行机构的电路控制数学表达式,建立了液压驱动机构流量方程式。引用单一PID控制方法并进行改进,设计了串联PI-PID-PI混合控制方法。采用MATLAB软件对发动机气门运动位移和压电位移输出误差进行仿真,并且与单一PID控制方法进行对比和分析。结果表明:采用单一PID控制方法,气门运动位移和压电位移输出误差在10%以内,误差变化幅度较大;采用串联PI-PID-PI混合控制方法,气门运动位移和压电位移输出误差在5%以内,误差变化幅度较小。采用串联PI-PID-PI混合控制方法,控制系统反应速度较快,能够提高发动机气门运动位移控制精度,改善气门运动特性,效果较好。     

减速器疲劳检测系统的研制

针对减速器开发的试验要求,采用计算机测控系统实现减速器强化疲劳试验。分析了减速器疲劳检测机理,介绍了采用成组试验方法确定s-N曲线的原理。最后论述了减速器疲劳检测试验台的总体结构及相应的控制系统设计方案。     

模锻过程结合机理与数据的智能控制方法

大型模锻成形过程是一个复杂的非线性时变过程,包括锻件流变成形过程与液压系统驱动过程,以及还存在油液泄漏等众多不确定性因素,导致精准锻造过程控制异常困难。为此,在结合基于机理模型控制与数据控制优点的基础上,提出了基于物理模型结合在线顺序极限学习机的智能控制方法。该方法首先使用已知的系统信息推导出名义控制律;其次,针对模型不确定性部分,使用在线顺序极限学习机设计出该在线模型的补偿控制律;最后,建立了基于机理模型与数据模型的集成控制器,获得了最佳控制律。仿真结果表明,新方法能有效地控制复杂的锻造过程,且比现有的方法有更好的控制精度。     

往复式喷射沉积管坯制备中喷射高度的闭环控制

分析了往复式喷射沉积制备大壁厚管坯的工艺原理,研究了喷嘴喷射高度在线检测及闭环控制方法及技术。喷射高度控制系统包括漏包提升执行机构、沉积层厚度在线测量、基于PLC的喷嘴高度控制。提升执行机构采用伺服电机驱动的丝杠螺母机构,针对沉积层间断增长的特点,采用间断提升控制方式;研究了沉积层厚度在线测量方法,分析了收集基底形状误差对测量及控制精度的影响并提出多点测量方案。理论分析表明,采用三点测量法可消减基底形状误差的影响。对不同内径及壁厚的管坯进行了喷射实验,喷射高度累积误差低于5%,较好地满足了大壁厚管坯制备对稳定的喷射高度的要求。