模糊PD+PI在拉力轴承试验台中的应用研究

拉力轴承试验台加载系统采用阀控缸加载方式,将输入比例溢流阀的控制信号转化为液压缸的加载力信号,通过液压缸输出加载力对轴承进行快速、稳定和精确地加载。针对常规PID控制器和常规模糊PD控制器对加载系统控制效果的不足,采用模糊PD+PI双模控制器对系统进行控制,在MATLAB软件中进行仿真对比,并通过现场试验对该控制器的控制效果进行测试。试验结果证明,模糊PD+PI双模控制器控制效果优于常规PID控制器和常规模糊PD控制器。     

基于模糊自适应滑模方法的混联式混合动力客车模式切换协调控制

在混联式混合动力汽车纯电动至并联驱动模式切换过程中,由于发动机、电动机及离合器瞬态特性的影响,可能导致动力系统输出转矩的突变从而使车辆产生较大的纵向冲击。以混联式混合动力客车为研究对象,考虑发动机和电动机瞬态响应特性的显著不同,针对离合器在结合过程中的运行状态,以提高驾驶性能为目标设计出混合动力客车纯电动至并联驱动模式切换协调控制策略。协调控制采用模糊自适应滑模方法,其中模糊自适应系统用于估计系统参数不确定性引起的偏差以及发动机实际输出转矩与目标转矩的偏差,估计出的偏差值用于调整滑模控制器的控制量,从而提高控制系统的控制精度和鲁棒性。通过仿真及实车试验验证控制策略的有效性。结果表明,设计的控制策略在模式切换过程中满足驾驶员动力需求的前提下使动力系统输出转矩的波动范围和最大冲击度分别下降85%和78%,从而显著提高了混合动力客车的驾驶性能。     

基于FX2NPLC控制的飞机起落架作动筒液压测试系统

在分析了某型飞机起落架收放作动筒液压测试系统的原理基础上,根据其加载力跨距大和加载精度高的特点,采用三菱FX2N PLC对其液压控制系统进行交流和直流分开控制设计,成功地解决加载力跨距大和加载精度高的问题,测试系统具有精度离、性能稳定等优点.     

多变量电液加载系统的解耦

一、引言多变量电液伺服加载系统常常被用来模拟被试件在实际工况下受到的载荷或其他典型载荷。这种系统的特点是:各个加载通道通过被试件联接在一起而产生相互耦合,即各个通道实际产生的加载力不仅取决于该通道的输入载荷谱,而且还与其他通道的输入载荷谱和输出加载力相关联。加载频率愈高,相关程度愈大,使加载系统各个通道难以准确地复现其给定载荷谱,情况恶劣时甚至不能正常工作。分析国内外现有的多变量电液加载系统,虽然加载点数不等,控制方式各异,但有一点却是共同的:其中绝大多数都是将多     

高精度的动态加载系统建模与控制算法试验研究

为设计全程静态精度小于0.05%FS、动态精度小于1%FS的动态力加载装置,文中在缺乏匹配的压力型电液伺服阀的情况下,采用流量型电液伺服阀设计了动态加载装置的液压系统,并对高精度动态加载的控制算法进行了试验研究。试验结果表明：采用传统PID控制加载力,其静态精度可达0.041%FS,动态精度可达2.5%FS,均超过动态加载装置的控制要求;采用自适应PID控制加载力,其静态精度可达0.039%FS,施力中间阶段的加载力动态精度可达1%FS,但在施力初始阶段和施力结束阶段,加载力动态精度高达8%FS,考虑加载力在施力过程中呈现阶段性特点,提出采用分段自适应PID控制算法,经动态加载力试验论证,分段自适应PID算法能够有效解决加载力动态精度超差问题,加载力的静态精度可以控制在0.018%FS,动态控制精度可以控制在1%FS,完全满足高精度动态加载装置的控制要求。     

基于双模糊PID算法的HMCVT恒转速输出控制

针对液压机械无级变速器(HMCVT)在受到阶跃负载时输出转速波动量大、调整时间长的问题,提出了基于双模糊PID算法的液压机械无级变速器恒转速输出控制方法.该控制方法根据转速偏差值的大小选择不同的模糊控制器,当转速偏差值较大时,系统采用粗调控制器,快速消除转速波动;当转速偏差值较小时,系统采用精调控制器,实现HMCVT转速控制系统的稳、准调节.双模糊控制器对PID参数进行整定,用整定后的PID参数来调整变量泵斜盘倾角,最终实现转速恒定输出.仿真与试验结果表明:与传统PID和模糊PID相比,双模糊PID控制方法能够更好地解决HMCVT在遇到阶跃负载时输出转速波动量大、调整时间长的问题.     

气动多加载力机械时效台设计

设计了一台气动多加载力机械时效台,该设备采用气缸驱动,两路气压可调节回路控制,可实现两种压力自由切换、加载次数和时间可调节以及快速换模等功能,满足了小批量多品种产品的机械加载时效的需求。该装置的设计原理同样适用于多种压力切换的需求,其结构合理,动作可靠,通用性强,在生产应用中取得了良好效果。     

整体叶盘高效强力铣集成制造单元的精度补偿控制

针对非线性摩擦对整体叶盘高效强力铣集成制造单元定位精度的影响,提出一种基于模糊切换增益调节的滑模控制方法.通过事先给定系统的期望运动轨迹,设计出滑模控制的切换函数,以保证系统的初始状态在滑模面内.采用模糊推理系统,根据滑模到达条件对切换增益进行动态调整,并利用切换增益消除干扰项,从而消除抖振.仿真分析和实验结果均表明,基于模糊切换增益调节的滑模控制具有控制精度高、鲁棒性强、抑制干扰能力强等优点,能够提高叶片型面尺寸精度和表面一致性,降低表面粗糙度,减小残余应力并提高加工效率.     

风机叶片全尺寸静力多点加载的解耦控制

针对风机叶片静力加载试验时各个加载点之间存在加载力耦合,加载力抖动影响精度甚至损坏叶片,研究了多点风电叶片静力加载模型及解耦控制。分析多点加载下叶片变形耦合,利用悬臂梁模型推导了多点加载下叶片变形耦合矩阵关系式,并结合变频调速控制液压系统,建立了两点耦合加载系统的仿真模型,设计了解耦控制器及自适应模糊PID控制算法,减少各个节点的牵引力耦合,实现叶片多节点全尺寸静力加载试验。仿真表明解耦控制器很好地解决多点耦合,加载曲线振荡现象明显减少,节点最大误差为2.3%。试验进一步证明:叶片加载过程中加载点牵引力能保持平稳、协调变化,加载保持阶段的偏差维持在±0.1 k N,降低了加载过程中牵引力耦合,获得较好的控制效果,满足风机叶片静力加载试验要求。     

抽油机负载模拟加载系统的设计

为了研究工作载荷变化很大的抽油机的负载特性,为抽油机的节能运行提供理论依据,设计了一种抽油机负载模拟加载系统,重点介绍了该模拟加载系统的机械部分,且对该模拟加载系统进行了数学建模。模拟加载系统利用电机为驱动装置,磁粉削动器为模拟载荷加栽装置,通过控制磁粉制动器的激磁电流,实现了对抽油机载荷的模拟加载。     

模糊PID控制器的设计

本文着重对基本模糊控制器、模糊PID控制器的设计和在仿真软件MATLAB中的具体实现方法作了比较详尽的论述，在仿真软件MATLAB中完成对基本模糊控制器和模糊PID控制设计工作，并对相应的控制系统进行仿真，对时间常数对控制系统的控制效果的影响作了演示，得到其响应曲线，并与PID控制方法进行比较，从而得出模糊PID控制器对系统进行控制优于一般模糊控制器控制方法。     

带补偿因子的双模糊控制在电液伺服阀控非对称缸系统上的应用研究

为解决电液伺服阀控非对称缸系统在进行对称运动时由于液压缸的非对称性带来的控制非对称问题,提出一种含补偿因子的双模糊控制算法。以电液伺服阀控非对称缸系统为对象,针对非对称液压缸在两个运动方向上动态特性的非对称性问题,采用含补偿因子的模糊控制器进行补偿。同时,针对负载力大范围变化的特点,采用模糊PID控制算法来适应负载的变化。模糊PID控制器及含补偿因子的模糊控制器以经过跟踪微分器处理的误差及误差的微分作为输入,模糊PID控制器输出为PID控制器各项系数,含补偿因子的模糊控制器输出为补偿因子,结合模糊PID控制器,形成有效解决非对称液压缸非对称性问题的控制方法。仿真和试验结果表明,提出的控制方法能够有效解决电液伺服阀控非对称缸系统的控制非对称性问题,并拥有良好的控制效果。     

模糊自适应PID控制在润滑油压力气动控制中的应用

针对实验室中某型航空发动机燃油泵调节器润滑油压力控制的需要,设计了一套基于模糊自适应PID控制的润滑油压力气动控制系统。模糊自适应PID控制是将模糊控制原理与常规的PID算法相结合,实现了对PID参数的自适应调整。实验结果表明,该控制器应用于润滑油压力气动控制系统中可取得良好的控制品质。     

潜艇浮筏隔振系统的控制研究

为带有电流变阻尼器的双层浮筏隔振系统设计了一种半主动模糊滑模控制器。根据滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择了滑模面系数,并根据滑模到达条件设计了半主动模糊滑模控制器。仿真分析了浮筏隔振系统在扫频激励信号下的力传递率及双频激励信号下输入力和输出力的曲线。仿真结果表明：半主动模糊滑模控制下浮筏隔振系统的减振效果要远好于最优被动阻尼系统。     

力控法兰的模糊PID恒力控制方法

针对工业机器人进行接触式作业过程中对末端接触力的要求,提出了一种基于力控法兰的末端恒力控制方法。对力控法兰进行了分析建模与参数辨识,设计了模糊控制与比例积分微分(proportion integral derivative,简称PID)控制并行的模糊PID控制器,通过Matlab仿真对纯模糊控制与模糊PID控制效果进行了对比,并研究了模糊PID控制器各参数对控制性能的影响。最后,搭建了基于Labview和外部设备互连(peripheral component interconnect,简称PCI)总线数据采集卡的实验平台,对力控法兰末端输出力进行了实验验证。仿真结果表明,纯模糊控制可提高系统响应性能,但存在一定的稳态误差。加入PID控制与模糊控制并行控制后,仿真与实验证明,阶跃响应的稳态误差消除,正弦跟随效果明显改善,恒力控制输出力在期望力F=10N时波动误差为±0.8N。因此,通过模糊PID控制可实现力控法兰末端的恒力控制,具有较好的动态响应性和跟随鲁棒性。     

天然气内燃发电机组频率前馈补偿模糊PID控制

提出了天然气内燃发电机组频率采用模糊前馈补偿和模糊PID反馈协调控制的方法,并设计了控制器。模糊前馈补偿控制跟踪负荷变化并对负载扰动做出快速反应,反馈控制中大偏差采用模糊决策,小偏差采用PID控制。试验结果表明,前馈补偿模糊PID频率控制有较好的动态和静态性能,具有有效性和可行性。     

模糊算法对柴油机电控共轨燃油系统轨压控制的影响

为了改善柴油机缸内燃烧效果,提高电控共轨系统压力控制精度,利用SIMULINK软件设计了鲁棒性较强的模糊-PID联合控制器,针对电控高压共轨燃油喷射系统的特点建立了仿真模型,模拟计算了模糊-PID联合控制器对共轨压力波动的控制过程,利用试验对仿真结果进行了验证,并探究了标准PID和模糊-PID两种控制器的优越性。结果表明:模糊-PID联合控制器具有良好的稳压作用,显著提高了共轨系统的灵敏程度,且设计参数的选择和匹配合理可行。同标准PID控制器相比,模糊-PID联合控制器的误差小,控制精度高。     

Self-organizing fuzzy control of constant cutting force in turning

Constant force control is gradually becoming an important technique in the modern manufacturing process. Especially, constant cutting force control is a useful approach in increasing the metal removal rate and the tool life for turning systems. However, turning systems generally have nonlinear with uncertainty dynamic characteristics. Designing a model-based controller for constant cutting force control is difficult because an accurate mathematical model in the turning system is hard to establish. Hence, this study employed a model-free fuzzy controller to control the turning system in order to achieve constant cutting force control. Nevertheless, the design of the traditional fuzzy controller (TFC) presents difficulties in finding control rules and selecting an appropriate membership function. Moreover, the database and fuzzy rules of a TFC are fixed after the design step and then cannot appropriately regulate ones real time according to the system output response and the desired control performance. To solve the above problem, this work develops a self-organizing fuzzy controller (SOFC) for constant cutting force control to evaluate control performance of the turning system. The SOFC continually updates the learning strategy in the form of fuzzy rules, during the turning process. The fuzzy rule table of this SOFC can be begun with zero initial fuzzy rules which not only overcome the difficulty in the TFC design, but also establish a suitable fuzzy rules table, and support practically convenient fuzzy controller applications in turning systems control. To confirm the applicability of the proposed intelligent controllers, this work retrofitted an old lathe for a turning system to evaluate the feasibility of constant cutting force control. The SOFC has a better control performance in constant cutting force control than does the TFC, as verified in experimental results.     

潜艇浮筏隔振系统的半主动模糊滑模控制

对带有电流变液智能阻尼器的双层浮筏隔振系统设计一种半主动静态输出反馈模糊滑模控制器.根据滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择滑模面矩阵.根据滑模到达条件及可控屈服阻尼力对隔振系统做负功原理设计半主动输出反馈模糊滑模控制器.仿真分析浮筏隔振系统在扫频激励信号下的力传递率及在双频激励信号下的输入力和输出力曲线.仿真结果表明,半主动输出反馈模糊滑模控制下的浮筏隔振系统的减振效果要远好于最优被动阻尼系统.     

Self-organizing fuzzy control of constant cutting force in turning

Constant force control is gradually becoming an important technique in the modern manufacturing process. Especially, constant cutting force control is a useful approach in increasing the metal removal rate and the tool life for turning systems. However, turning systems generally have nonlinear with uncertainty dynamic characteristics. Designing a model-based controller for constant cutting force control is difficult because an accurate mathematical model in the turning system is hard to establish. Hence, this study employed a model-free fuzzy controller to control the turning system in order to achieve constant cutting force control. Nevertheless, the design of the traditional fuzzy controller (TFC) presents difficulties in finding control rules and selecting an appropriate membership function. Moreover, the database and fuzzy rules of a TFC are fixed after the design step and then cannot appropriately regulate ones real time according to the system output response and the desired control performance. To solve the above problem, this work develops a self-organizing fuzzy controller (SOFC) for constant cutting force control to evaluate control performance of the turning system. The SOFC continually updates the learning strategy in the form of fuzzy rules, during the turning process. The fuzzy rule table of this SOFC can be begun with zero initial fuzzy rules which not only overcome the difficulty in the TFC design, but also establish a suitable fuzzy rules table, and support practically convenient fuzzy controller applications in turning systems control. To confirm the applicability of the proposed intelligent controllers, this work retrofitted an old lathe for a turning system to evaluate the feasibility of constant cutting force control. The SOFC has a better control performance in constant cutting force control than does the TFC, as verified in experimental results.