混凝土泵车臂架EHA系统控制策略研究

针对混凝土泵车臂架系统响应慢、动态性能差等问题，提出了采用电静液执行器(EHA)代替臂架中的传统液压系统，从而提高系统响应速度，减少臂架振动。首先介绍了EHA的工作原理与数学模型，提出了基于S曲线前馈补偿的模糊PID控制策略，其次利用AMESim与MATLAB软件搭建了混凝土泵车臂架的机械—液压—控制联合仿真模型，通过对臂架油缸伸出和缩回过程的阶跃控制仿真和正弦控制仿真，对比PID控制、模糊PID控制与基于S曲线前馈补偿的模糊PID控制3种控制策略的仿真结果，结果表明，基于S曲线前馈补偿的模糊PID控制下系统响应时间减少50%左右，超调量减少67%左右，速度跟踪误差减少50%左右。搭建EHA试验样机进一步验证基于S曲线前馈补偿的模糊PID控制策略的有效性。     

直驱泵控压力伺服系统自适应模糊PID控制

直驱泵控压力伺服系统属于典型的非线性时变系统,采用传统PID控制存在系统适应性差、压力波动幅度大以及跟踪控制精度低等问题。根据PID参数对压力伺服系统响应特性的影响规律,设计了根据系统误差和误差变化率在线自适应调整PID参数的自适应模糊PID控制器,分别采用传统PID控制和自适应模糊PID控制策略进行了直驱泵控压力伺服控制仿真与实验研究。结果表明,自适应模糊PID控制策略能大大改善PID控制的性能,使系统具有响应速度快、压力波动幅度降低、滞后与超调小的特点,提高了系统的动态品质和控制精度。     

坦克装甲车辆液黏驱动冷却风扇调速控制策略研究

针对液黏驱动冷却风扇系统,提出了一种包含内环转速反馈、外环温度反馈的串级控制策略。结合工程实际,内环控制系统建立包含电液比例阀、液黏离合器的动态模型,实现液黏驱动风扇的调速;外环控制系统采用温差控制风扇目标转速,并分别采用PID和模糊PID控制算法进行仿真对比。仿真结果表明,PID与模糊PID控制均能实现风扇转速的稳定输出,但模糊PID控制方式下的系统输出超调量更小,具有一定的鲁棒性;外环温控系统简单易行,风扇转速能够很好地响应系统温度变化。     

白酒节能蒸馏系统输出管路压力控制研究

针对白酒节能蒸馏系统输出管路压力控制的高精度、快响应要求,笔者以白酒节能蒸馏系统为研究对象,对其输出管路压力控制特性开展了相关研究,首先介绍了白酒节能蒸馏系统输出管路压力闭环控制原理,并搭建关键元件数学模型,控制器选用工控机控制的增量式PID控制器,采用果蝇和Ziegler-Nichols算法对PID控制器的参数进行了寻优,对压力控制模型施加阶跃信号、1 Hz和2 Hz的正弦信号进行仿真对比分析,研究结果表明:在1 Hz和2 Hz正弦信号下,两种控制算法优化的节能蒸馏系统输出管路压力控制跟踪性能均较好;果蝇算法优化的压力控制系统对正弦信号的响应性能优于Ziegler-Nichols算法,基于果蝇算法,节能蒸馏输出管路压力响应曲线超调量缩小了39％,调整时间下降了33％,稳态误差降低了17.7％.     

基于模糊PID的电液位置伺服系统建模与仿真

针对特种车辆在行驶过程中车身稳定性要求，设计了一种基于模糊PID的电液位置伺服控制系统作为车辆主动悬架的伺服作动器。根据电液位置伺服系统的物理结构和工作特点，推导出系统各个环节的传递函数。利用MATLAB/Simulink仿真分析系统的动态响应与信号跟踪能力，分析闭环系统负载变化时的单位阶跃响应曲线、不同频率下的正弦波输入输出曲线。结果表明，基于PID和模糊PID控制的电液位置系统的单位阶跃响应最大超调量分别为19.5%和0，调节时间分别为251 ms和117 ms。当负载质量变化时，基于PID控制的系统的单位阶跃响应存在明显波动，而模糊PID控制的系统的单位阶跃响应基本没有变化。当分别输入不同频率的正弦波信号时，模糊PID控制的系统的跟踪性能和稳态误差都明显优于PID的控制效果。因此，模糊PID控制下的电液位置伺服系统实现了不同负载质量下的位置控制输出以及不同频率下系统的跟踪性能，满足系统的稳定性与快速性要求。     

白酒节能蒸馏系统输出管路压力控制研究

针对白酒节能蒸馏系统输出管路压力控制的高精度、快响应要求,笔者以白酒节能蒸馏系统为研究对象,对其输出管路压力控制特性开展了相关研究,首先介绍了白酒节能蒸馏系统输出管路压力闭环控制原理,并搭建关键元件数学模型,控制器选用工控机控制的增量式PID控制器,采用果蝇和Ziegler-Nichols算法对PID控制器的参数进行了寻优,对压力控制模型施加阶跃信号、1 Hz和2 Hz的正弦信号进行仿真对比分析,研究结果表明:在1 Hz和2 Hz正弦信号下,两种控制算法优化的节能蒸馏系统输出管路压力控制跟踪性能均较好;果蝇算法优化的压力控制系统对正弦信号的响应性能优于Ziegler-Nichols算法,基于果蝇算法,节能蒸馏输出管路压力响应曲线超调量缩小了39％,调整时间下降了33％,稳态误差降低了17.7％.     

装载机线控转向系统路感反馈系统的设计与仿真

针对路感反馈系统的控制目标,提出采用双闭环的控制策略,内环采用PI控制器控制路感电机电流,减小电机输出转矩的波动,外环采用了模糊自适应PID控制器控制方向盘转矩,保证反馈力矩的柔顺性并降低干扰带来的影响,重点对模糊自适应PID控制器的设计过程进行了阐述。最后,借助MATLAB软件对路感反馈系统进行了仿真验证,比较了系统分别使用常规PID控制器与模糊自适应PID控制器的响应特性,结果表明,使用模糊自适应PID控制器的系统超调量更小、响应时间更短、受干扰影响更小。     

基于模糊控制的容积式泵工作性能测试系统研究

针对植保机械用容积式泵工作性能测试系统中环境、温度、水质的不确定性和满足分级测试的需求问题,设计了以气动隔膜调节阀、进出水回路调节系统等部件组成的测试系统,并运用质量法进行了测定。研究了在测试过程中如何调节气动隔膜保持容积式泵出水压力恒定的控制方法,提出了一种自适应模糊PID控制策略,设计了模糊PID控制器,并应用于基于组态软件、可编程控制器和高精度仪表的恒压力控制系统;通过PLC编程,分别实现了传统PID控制和模糊PID控制,并对两种控制方法分别进行了测试。研究结果表明:与传统PID的测试系统相比,基于模糊PID的测试系统响应速度快,超调量降低近20%左右,工作效率提升近30%左右,各项指标均符合测试要求,且测试系统稳定可靠。     

电气比例阀压力自校正控制策略研究

 电气比例阀压力输出控制具有时变、非线性特点，常规PID控制方法很难适应其响应快速、控制精确高的要求，深入分析了电气比例阀结构与工作原理，建立了电气比例阀非线性数学模型。提出采用PID参数自适应整定的模糊PID控制策略，详细分析了模糊PID控制器的设计方法。在软件MATLAB/Simulink中对控制系统进行了设计与仿真，并将控制效果与常规PID控制和模糊控制效果进行了比较分析。结果表明：模糊PID控制算法能使比例阀压力输出控制具有更好的动静态特性和自适应能力。     

低压铸造机液面加压控制技术研究

针对低压铸造机液面加压系统参数整定困难、压力控制精度不佳的问题,对液面加压系统的组成、工艺以及机理等进行了研究。提出了模糊神经网络在线整定PID参数的方法,设计了2输入、3输出的模糊神经网络;分析了BP学习算法的缺点,改进了模糊神经网络训练方法,使用果蝇算法作为外层循环,BP算法作为内层循环训练模糊神经网络;选择合适的目标函数对模糊神经网络进行了训练,在Matlab中对传统PID、模糊PID和FNN-PID的控制效果进行了仿真分析。研究结果表明:和传统PID控制相比,使用FNN-PID控制器的液面压力最大误差减小了35.6%,平均误差减小了21.6%,有效提高了液面压力的控制精度。     

伺服电机控制高压大流量双泵液压动力系统研究

由伺服电机和液压泵组成的新型泵控系统已经应用于液压机械设备中,为解决大型液压机对液压动力源高压大流量输出的要求,在传统伺服电机泵控系统中引入了高压主泵和低压副泵,并通过双泵切换来实现高压大流量输出。通过控制器与伺服电机控制电机输出转矩和转速,进而实现对输出压力和流量的控制。通过合流阀块实现对双泵合流与分流的控制,进而实现液压系统的大流量或高压力输出。以液压机一个工作循环为基础进行了性能试验,结果表明该液压动力系统满足压力、流量设计要求,响应速度快,控制精度高。     

模糊及PID控制在变转速液压动力源流量控制中的应用研究

针对变转速液压系统存在动态响应慢、非线性、控制精度低等问题,特别是负载快速多变时,流量和压力之间产生强耦合,流量控制会出现时变性和不稳定性,采用常规PID控制无法取得理想控制效果。因此结合模糊控制原理,基于LabVIEW测控平台,提出以液压动力源输出流量为控制量的模糊控制策略,对不同典型工况下流量的精确控制进行实验研究,并将液压动力系统在两种控制方法下的动态响应特性、控制精度和稳定性等进行了对比分析评价。结果表明:所提模糊控制策略实际控制效果较好,两种控制方式下的动态响应特性相近,但模糊控制具有更好的鲁棒性。     

限幅模糊与带阈值设置PID补偿的变转速液压源流量控制方法研究

针对目前变转速泵控液压系统对执行机构速度控制中出现的动态响应慢、转速波动、精度低等问题,尤其是载荷快速多变工况下,流量和压力的强耦合特性,控制流量具有时变和高度非线性特性,采用传统PID控制或模糊控制都难以取得满意的控制效果的现状,提出采用限幅模糊与带阈值设置的PID补偿控制方法。控制系统先采用具有开环控制快速性的限幅模糊控制,快速接近目标流量,然后采用带阈值设置的PID补偿控制消除系统稳态误差,该方法具有响应快、无超调、精度高的优点。仿真和实验结果表明：该方法能够实现典型工况下变转速液压动力源输出流量的准确控制,大幅减小流量斜坡响应稳态误差,系统控制性能远优于传统简单控制方法的控制性能,适合变转速容积调速系统在线控制。     

双闭环直流调速系统的自适应模糊PID控制

介绍了双闭环直流调速系统的工作原理,设计了基于自适应模糊PID控制的双闭环直流调速系统,并在MATLAB/Simulink中分别对自适应模糊PID控制的调速系统和常规PID控制的调速系统做了仿真分析。仿真结果表明自适应模糊PID控制的控制效果要明显优于常规PID控制。     

基于模糊PID的超高压控制方法研究

将模糊PID的控制方法应用于超高压试验台,实现了超高压的比例精确控制。针对普通比例溢流阀无法调节超高压的问题,设计了超高压实现方案。为验证方案的可行性,用AMESim搭建了仿真模型,并确立了液阻大小、超高压泵的排量与转速范围等关键参数。为克服传统PID控制算法的不足,通过AMESim-Simulink联合仿真,并利用MATLAB的Fuzzy工具箱进行模糊PID控制器的设计。最后,搭建了Real-Time xPC Target实验平台,并进行了实验验证。实验结果表明系统的控制精度与超调均得到了改善。     

基于Fuzzy-PID算法的电子装配设备温控策略研究

运用模糊控制理论与PID算法合成了模糊自校正P1D控制器,该控制器既具有模糊控制灵活性、适应性强的优点,又具有PID控制器精度高的特点.将其成功应用于一类电子装配设备的温控系统中,实现了对PID参数的实时在线修正,在控制稳定性方面获得了比常规PID控制更好的调温效果.应用基于MODBUS协议的单片机加触摸屏的主从式控制方案组建结构简单、性能稳定的系统,在此平台上实验验证了Fuzzy-PID温控策略的可实施性.     

基于MATLAB模糊自整定PID控制器的设计与仿真

本文介绍了模糊自整定PID控制器的设计方法并利用MATLAB中的模糊工具箱设计模糊控制器,有机地将模糊PID控制器与SIMULINK结合起来,实现PID参数自调整模糊控制系统的设计和仿真。仿真结果表明,该控制器改善了控制系统的动态性能,增强了其实用性。     

模糊PID自适应控制器的应用设计

本文将模糊系统与传统PID控制相结合，设计一种模糊PID自适应控制器，这种控制器以误差e（k）和误差变化率ec（k）作为输入，可以满足不同时刻的e（k）和ec（k）对PID参数自整定的要求。将该控制器应用负反馈单闭环直流调速系统中，经仿真验证模糊PID自适应控制器不但具有传统PID控制精度高的优点，又兼有模糊控制灵活、适应性强的优点，保证了系统具有良好的动、稳态特性。     

连续墙液压抓斗起重机双主卷扬的同步控制研究

阐述了连续墙液压抓斗起重机双主卷扬液压系统的工作原理,并基于自适应模糊PID控制原理,采用主从同步控制方式,对连续墙液压抓斗起重机双主卷扬进行同步控制。通过对现场试验数据的分析表明,与常规PID控制相比,自适应模糊PID控制具有更好的控制性能,其同步控制精度可达到±0．3°,能很好地满足连续墙液压抓斗起重机同步作业的要求。     

NEW HYDRAULIC ACTUATOR＇S POSITION SERVOCONTROL STRATEGY

A new hydraulic actuator-hydraulic muscle (HM) is described, and the actuator's features and applications are analyzed, then a position servocontrol system in which HM is main actuator is set up. The mathematical model of the system is built up and several control strategies are discussed. Based on the mathematical model, simulation research and experimental investigation with subsection PID control, neural network self-adaptive PID control and single neuron self-adaptive PID control adopted respectively are carried out, and the results indicate that compared with PID control, neural network self-adaptive PID control and single neuron self-adaptive PID control don't need controlled system's accurate model and have fast response, high control accuracy and strong robustness, they are very suitable for HM position servo control system.