疲劳试验机加载系统的优化控制

在对飞机零件疲劳测试时,需要对其施加以交变载荷。为此,对基于前馈补偿的PID控制以及自整定RBF神经网络PID两种控制算法进行了分析,设计了先进的PID控制器,通过仿真分析比较了不同控制算法下系统的跟踪性、稳定性能,确定了在疲劳测试时,电液比例加载系统的最优控制方式。     

挖掘机工作装置液压系统建模与参数估计

首先介绍了试验挖掘机机器人改造后的电液比例系统。而后结合所采用的LUDV系统(load independent flowdistribution system)的特点,以动臂装置液压系统为例,从电液比例阀的动态特性,液压系统的流量方程、连续性方程及力平衡方程入手,给出了电液比例系统的数学模型;在此基础上,根据试验结果对电液比例模型进一步进行简化,并利用相关的试验对模型进行了验证。通过对挖掘机动臂装置的结构和受力分析,导出了模型中液压缸等效质量(M)、液压缸负载力(Fl)等参数的估算方法和公式;通过试验辨识的方法确定阀的流量增益系数(Kq)取值范围。     

基于变速积分PID控制算法的电液比例加载系统研究

电液比例加载系统是电液控制中非常典型的一种控制系统。通过分析静力加载试验机电液比例加载系统对积分环节的要求,针对常规PID控制算法快速响应时易超调,容易对加载试件造成永久损伤,以及常规PID控制方法对加载不同刚度的测试试件的适应性较差的问题,应用线性函数的特性,设计了变速积分PID控制中的积分系数函数。通过变化的积分项来矫正系统参数在一定范围内对控制稳定性的不良影响。通过AMESim软件对系统进行物理建模,通过Simulink软件对系统进行数学建模,并进行联合仿真验证理论分析的可行性。将算法运用到实际的加载试验机中得到了实验数据,验证理论分析的正确性。     

基于PID控制算法的自动调平系统的仿真研究

为了提高伸缩臂叉装车自动调平系统在工作中的调平精度和响应速度,提出了一种在伸缩臂叉装车的自动调平系统加入增量式比例-积分-微分(PID)控制算法的电液比例控制方法,并建立了电液自动调平系统的控制模型和Simulink仿真模型.利用Simulink的仿真结果分析和对比了加入PID控制算法与没有加入PID控制算法的阶跃响应和开环伯德图的特点,验证了在叉装车自动调平系统加入PID算法的可行性和产生的预期效果.     

电液比例加载系统的模糊PID控制策略的研究

电液比例加载系统是利用电液比例溢流阀或电液比例节流阀,通过改变二次元件出口处的压力值来最终实现对液压马达的加载。针对电液比例溢流阀加载系统在实验过程中出现的非线性及时变性等不稳定特点,提出了对电液比例溢流阀加载系统采用模糊PID复合控制策略,设计了模糊PID控制器,实现了对PID参数的在线整定,利用MATLAB/Simulink软件仿真,验证了模糊PID控制作为电液比例加载系统的控制方法是良好的。     

电液比例位置控制系统的新型PID控制算法研究

该文设计了一种新型PID控制算法,对其在电液比例位置控制系统上的应用进行研究。在介绍新型PID控制算法基本原理的基础上,通过实验比较该系统新型PID控制和常规PID控制对正弦信号的跟踪效果。结果表明,新型PID控制比常规PID控制有更好的精度和稳定性。     

特种车辆救援机械手电液伺服控制系统仿真

通过对电液比例伺服控制系统的分析,建立了比例阀控制液压缸的数学模型,针对特种车辆救援机械手电液伺服系统设计了基于单片机控制的电液比例伺服控制系统数字校正环节.实验验证了建模分析的正确性以及 PID参数选择的合理性.为实现电液比例伺服控制系统在救援机械手中的应用打下良好的基础.     

基于模糊PID的恒张力控制系统设计

在带材加工和卷曲过程中,对带材的张力控制关系到带材的品质和质量.本文设计了一种电液比例恒张力控制系统,以可编程控制器(PLC)作为主控器,在分析常规PID控制器的基础上,采用了模糊PID控制算法对系统控制,实现PID控制参数的在线自整定.经过实验研究,模糊PID控制系统比常规PID控制系统相应快,调整能力强,鲁棒性好,有效的改善了控制效果.     

超高速电液比例系统H∞控制器的研究

建立了超高速电液比例系统的动态数学模型及状态空间表达式,分析了跟踪补偿和不确定性补偿对系统的影响,并根据模型的描述设计了混合灵敏度H∞控制器.仿真结果表明利用H∞控制算法可以得到带宽为100 Hz以上稳定的超高速电液比例系统,确保了良好的跟踪精度.最后通过试验验证了超高速电液比例系统H∞控制器的正确性和有效性.     

液压挖掘机神经网络控制的研究

电液比例控制系统具有多变量、强耦合、非线性的特点.采用常规的PID控制时,系统的控制性能对模型的误差比较敏感,在系统工况变化较大(如长行程、变负荷等工况)时,系统的总体控制精度不高,不能满足工作装置的控制要求.神经网络控制器具有的强非线性拟合特性为解决此类问题提供了一条有效的途径.该文以液压挖掘机的电液比例控制系统为对象,利用仿真试验手段对神经网络控制器应用于电液控制系统时的设计及参数调整方法进行深入的研究,以期利用神经网络控制器提高在高时变强非线性系统时获得良好的全局控制性能.该文首先介绍了液压挖掘机大臂液压比例控制系统的组成及控制要求,基于此电液比例控制系统的特点并结合神经网络控制理论基础,对神经网络控制器的设计方法进行探讨,在仿真过程中通过观察控制器参数对系统响应性能的影响作用对其进行调整,并利用其结果与PID控制器的控制效果进行比较以验证设计方法的正确性及控制器的自适应性与鲁棒性.     

液压驱动机械手的神经网络控制

针对液压驱动机械手的轨迹跟踪控制问题,在分析研究机械手动力学特点的基础上,推导出机械手的数学模型,分析了神经网络自适应控制的特点,提出了基于函数连接神经网络液压驱动机械手的自学习控制结构与控制算法。其控制结构着重智能知识的加强;控制算法以PD形成学习规则为基础,运算结果不是直接参与控制;而是根据控制器作用于系统之后所产生的误差及其微分对控制器作出评价和修正,仿真和实验研究证明了数学模型的有效性及控制方法的可行性。     

基于MATLAB的电液位置伺服系统的最优二次型控制

在分析液压位置伺服系统工作特性的基础上,建立了液压位置伺服系统的状态空间模型,介绍了用MATLAB设计最优二次型控制器的基本方法,并且分析了参数变化对最优控制系统设计的影响。仿真结果表明,系统具有良好的动态品质和跟踪性能,为液压伺服控制系统的优化设计提供了新的方法和途径。     

基于状态反馈线性化的阀控非对称缸系统模型预测控制

针对使用PID方法对阀控非对称液压缸位置控制中出现的超调问题,以及传统非线性模型预测控制优化求解计算时间较长的问题,提出了一种基于状态反馈线性化的阀控非对称缸模型预测控制方案。首先建立了阀控系统状态空间模型,运用微分几何理论讨论系统可反馈线性化的充要条件,并将非线性系统映射为新坐标空间内的线性系统模型;设计了反馈线性化模型预测控制器(Feedback Linearization Model Predictive Controller, FLMPC),讨论了线性系统下的约束问题,其中由于系统仿真预测时域远小于系统响应时间,对模型预测控制的损失函数加以修正。结果证明,在相同输入情况下,反馈线性化系统与原系统的位置误差满足控制需要,且在保证被控对象快速稳定控制的条件下,对比该算法与非线性模型预测控制的单步计算时间,证明该算法能够缩短计算时间。     

混合动力电动汽车动力总成系统控制方法研究

在建立混合动力电动汽车（HEV）动力驱动模型的基础上，运用Matlab／Simulink软件，建立汽车闭环控制系统仿真模型并进行动态计算机仿真。通过对设定不同车速及控制器参数，汽车实际车速响应情况以及响应与系统输入力矩之间关系的分析，发现现有HEV控制策略难以在实现环保与节能目标的同时，保证汽车动态性能的问题，提出面向动态过程的HEV多能源动力总成系统控制方法，并论述了其原理及实现方法。     

机电一体化系统概念设计的基本原理

本文提出了机电一体化系统主要由广义执行机构子系统、信息处理及控制子系统、传感检测子系统组成。机电一体化系统从实质来说是现代化的机械系统。广义执行机构子系统由驱动元件和执行件（或执行机构）组成,用来传递动力、完成运动。信息处理及控制子系统由电子计算机来完成,传感检测子系统由传感器来实现,它们是现代机械系统重要的特征。由驱动元件和执行件（或执行机构）组成的广义执行机构子系统,是现代机械系统又一重要特征,构成了可控的传动和执行系统。由于三个子系统均以功能来划分,因此形成了较为合理的机电一体化系统的概念设计框架模型,有利于深入开展机电一体化的概念设计研究。     

低压注塑机注射装置智能化温度控制研究

低压注塑机注射装置用于将塑化态的热熔胶注射至模腔内,其温度控制的稳定性和快速性关系到注塑制品质量。为研究该装置温度特性,提出了一种注射装置温控系统的近似模型,并采用自组织、自学习和自适应的径向基函数神经网络与PID控制相结合的控制策略。在该控制策略中,利用RBF神经网络提供的Jacobian矩阵信息实时调整PID控制参数。经仿真和测试证明该方法具有响应速度快、稳定性好的特点。     

带有反馈控制的柔性机械臂动态研究与振动控制

带有反馈控制的柔性机械臂关节处边界条件不同于振动控制理论中的铰支梁或悬臂梁边界条件,为此,将其视为弹簧铰支,建立柔性机械臂动力学模型,并基于柔性臂的部分状态转速、转角及柔性梁应变的反馈,结合柔性臂机电耦合特性,得到了以柔性臂末端点转角θt为输出,以柔性臂给定转角θd为输入的传递函数.由频域的二次型目标函数,求得柔性臂应变反馈增益.一系列的试验结果证明理论分析的正确性.     

Uncertainty modeling and predicting the probability of stability and performance in the manufacture of dynamic systems

In this work, a method for determining the reliability of dynamic systems is discussed. Using statistical information on system parameters, the goal is to determine the probability of a dynamic system achieving or not achieving frequency domain performance specifications such as low frequency tracking error, and bandwidth. An example system is considered with closed loop control. A performance specification is given and converted into a performance weight transfer function. The example system is found to have a 20% chance of not achieving the given performance specification. An example of a realistic higher order system model of an electro hydraulic valve with spring feedback and position measurement feedback is also considered. The spring rate and viscous friction are considered as random variables with normal distributions. It was found that nearly 6% of valve systems would not achieve the given frequency domain performance requirement. Uncertainty modeling is also considered. An uncertainty model for the hydraulic valve systems is presented with the same uncertain parameters as in the previous example. However, the uncertainty model was designed such that only 95% of plants would be covered by the uncertainty model. This uncertainty model was applied to the valve control system example in a robust performance test.     

Active disturbance rejection boundary control of Timoshenko beam with tip mass

In this paper, the active disturbance rejection control (ADRC) is utilized to stabilize the vibration of perturbed Timoshenko beam model with tip mass. The boundary control design is based on a hybrid PDE–ODE model, and is accompanied with designing a high-gain extended state observer (ESO) that is used to estimate the boundary disturbances. By transforming the model into the appropriate state space, the semigroup theory is employed to prove the well-posedness of the closed-loop system. To this end, it is proved by a frequency domain method that the semigroup generated by the system operator is exponentially stable, which allows to conclude the boundedness of perturbed closed-loop system response. The stability of the closed-loop system is further analyzed using the Lyapunov approach. Simulation results are presented to illustrate the efficacy of the suggested method.     

微机控制液压两自由度平台系统研究

介绍一种由计算机控制的两自由度电液比例运动平台.对该平台的结构、液压控制系统、控制软件作了简单介绍.对系统建立了模型并做MATLAB仿真分析,可供同类型的设计参考.该文的研究表明, 充分利用计算机的控制特性及软件资源, 能够做出控制精度高,人机界面友好的应用系统.