主动磁悬浮电主轴系统建模与控制参数分析

为实现磁悬浮电主轴的稳定悬浮运行并满足加工精度要求,通过对某型号主动磁悬浮电主轴的结构和控制原理进行研究,在忽略主轴转子磁化和磁漏等非线性因素影响的前提条件下,通过对主轴转子在磁悬浮轴承中的受力分析,建立了磁悬浮轴承的电磁支承力与轴承气隙偏移量及控制电流的表达式,对基于不完全微分PID控制的磁悬浮电主轴系统的临界转速与磁悬浮轴承的电磁刚度进行了定量研究,得到不同PID控制参数下,磁悬浮轴承支承刚度随涡动频率的变化曲线及固有频率随PID控制参数的变化曲线图。研究结果为磁悬浮电主轴控制系统进一步设计使用和分析优化提供了依据。     

空气弹簧高度振荡自适应模糊PID控制方法研究北大核心

以空气弹簧系统作为研究对象,运用热力学分析方法,在温度-压力2个方面建立高精度非线性空气弹簧气室模型。运用自适应模糊PID控制策略,以车身高度偏差e和偏差的变化率e作为系统的输入,通过MATLAB/Simulink在不同工况下分别对PID和自适应模糊PID控制系统进行仿真。结果表明:与PID控制相比较,采用自适应模糊PID控制策略的车辆性能较好;与无控制器相比,采用自适应模糊PID控制策略的车辆的高度误差均方根改善率最高可以达到21.7%,悬架系统可更加快速、准确地调节车身高度,减小高度控制过程中产生的振荡,提高乘坐的舒适性。     

磁悬浮系统模糊PID控制器设计

以五自由度磁悬浮轴承系统为研究对象,介绍了该系统的组成和工作原理,通过分析磁悬浮轴承系统对控制器的要求,针对该系统的开环不稳定和非线性特点,根据模糊控制技术,采用模糊算法和PID控制相结合的方法,通过对系统过渡过程模式的在线识别,对PID参数进行自整定,设计磁悬浮轴承系统的Fuzzy-PID非线性控制器.实验证明,与传统的线性PID控制器相比,模糊PID控制器具有较好的控制性能和动态特性,应用于五自由度主动磁悬浮轴承系统,实现了转子的稳定悬浮和旋转,满足系统的回转精度要求.     

影响磁悬浮电主轴单元回转精度因素的分析

介绍了磁悬浮电主轴单元的工作原理,对影响其回转精度的因素进行了分析。以拟用于额定功率为2.2 k W且转速可达24 000 r/min的雕铣机中的主轴为例,分析了控制器反应时间不超过10 ms和主轴端部切削力不超过100 N时的主轴悬浮间隙精度、载荷变动量以及控制系统反馈精度对主轴回转精度的影响。结果表明:当前、后径向磁轴承处主轴圆度误差分别不超过0Δ10.002 mm和-0.006mmΔ20.006 mm、主轴端部载荷变动量不超过1 N,主轴回转精度满足加工要求,对提高磁悬浮电主轴单元的工作性能具有重要意义。     

电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制研究

传统PID方法在实现电液伺服造波机位置跟踪控制时,存在精度低、适应性差等不足,无法满足造波机系统的设计需求。为改善系统控制性能,提出电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制方法。首先建立造波机电液伺服系统的数学模型,并推导位置伺服控制系统中各环节的传递函数,然后设计了模糊自适应PID前馈补偿控制器,并运用MATLAB/Simulink实现了控制系统的设计和仿真。在造波机不同工况下,对比传统PID控制、模糊自适应PID控制和模糊自适应PID前馈补偿控制3种控制策略的仿真结果。结果表明：所提出的模糊自适应PID前馈控制方法能有效提高造波机电液伺服系统的动态性能和位置控制精度,并具有较强的自适应能力。     

基于模糊单神经元PID的比例同步控制研究北大核心

针对传统PID算法在液压同步系统中整定困难、稳定性不佳、同步效果不理想的问题,提出一种基于模糊单神经元PID复合算法的双缸耦合同步控制策略,提高同步系统的性能。建立比例阀控非对称缸双缸同步系统数学模型;利用Simulink软件,对比分析传统PID算法、单神经元PID算法和模糊单神经元PID算法的控制效果;最后通过试验验证3种控制策略下的系统同步性能。试验结果表明:使用模糊单神经元PID的耦合控制策略,系统同步误差明显减小,响应速度更快,设计的控制策略有效。     

电液比例位置控制系统的自整定模糊PID控制研究

对自整定模糊PID控制策略在电液比例位置控制系统上的应用进行研究.在介绍自整定模糊PID控制基本原理的基础上,通过实验比较该系统自整定模糊PID控制和PID控制对正弦信号的跟踪效果.结果表明,自整定模糊PID控制比PID控制有更好的精度和稳定性.     

液压位置伺服系统的模糊免疫自适应PID控制

以闪光对焊机为研究对象,针对其液压伺服系统存在的非线性、参数不确定性以及负载干扰等特点,借鉴生物免疫反馈响应过程的调节作用和模糊逻辑推理的自适应性,设计出一种模糊免疫自适应PID控制器。建立液压伺服控制系统的数学模型,并利用AMESim建模与仿真软件对液压伺服控制系统进行了分别采用模糊免疫自适应PID控制与常规PID控制的仿真对比试验。结果表明:该控制器性能优于传统的PID控制器,具有良好的快速响应特性、较强的鲁棒性和自适应能力。     

矿井乳化液自动配比的模糊自适应PID浓度控制系统

为了保证矿井乳化液配比系统中乳化液浓度保持稳态,在分析乳化液自动配比控制原理基础上,设计了一套矿井乳化液自动配比系统浓度控制的模糊自适应PID控制策略,并开展了现场实测研究。通过从乳化液流量瞬时变小和变大两个方面进行测定,验证了模糊自适应PID的控制设计的准确性。结果表明:模糊自适应PID具有较快的响应浓度,较小的超调量、更快达到稳态、更强的抗干扰能力等优点,可以实现对矿井乳化液自动配比系统浓度的最佳控制。     

龙门加工中心磁悬浮刚度控制的研究

大型龙门加工中心磁悬浮横梁刚度的要求不同于磁悬浮列车及其它磁悬浮装置的要求,针对其特点提出了可以显著降低悬浮磁铁功耗的电磁永磁混合悬浮技术.为了解决电磁铁线圈中的电流变化对总体刚度的影响,采用双闭环控制系统,即在位置环内引入电流环,构成位置电流双闭环系统.根据机床加工过程的特点以及模糊规则等控制器参数选定的繁琐性,设计出符合机床悬浮横梁要求的遗传算法模糊PID控制器.仿真结果表明,将遗传算法引入模糊PID控制器中可以提高悬浮系统的刚度,满足了机床磁悬浮横梁系统的精度要求;同时遗传算法的优化效果十分显著,使得模糊PID控制器各项参数的确定更具有综合性和科学性.     

一种采用单神经元自适应的智能控制系统的研究

针对工业过程机理复杂、参数甚至结构变化大、难于建立精确数学模型、常规PID不能满足控制要求的特点,本文提出了一种由基本配方控制器和单神经元智能补偿控制器组成的智能控制系统.基本配方控制器基于知识库推理获得PID控制器的设定值,而神经网络控制器根据误差实时对设定值进行在线调整,为解决复杂系统的控制问题提供了一种有效的方法.     

基于蚁群优化的神经网络智能PID控制策略研究

提出了一种基于蚁群优化、BP网络学习和RBF网络辨识的智能PID控制策略,有效地克服了BP算法训练过程中收敛慢和易陷入局部极小值的缺陷.利用该控制策略,对PID参数进行在线调整,并应用于材料试验机电液位置伺服系统.仿真结果表明,与各种传统PID控制策略相比,采用该智能PID控制器控制的系统具有更好的动态响应特性和抗扰动能力.     

基于自适应PID模糊控制的电液随动系统的仿真研究

对自行设计的电液随动系统进行了自适应PID模糊控制研究,并利用MATLAB的仿真工具对此系统进行了仿真试验,仿真结果表明系统具有很好的控制效果,很适合工程应用.     

机床进给系统精度分析与控制研究

机床进给系统的精度对工件加工精度有很大的影响.以基于PMAC的数控进给系统试验台为例,建立其进给系统的数学模型,并通过系统的PID参数调整、前馈的应用以及螺距误差补偿等方法对进给系统的精度进行了分析和控制,有效地提高了系统的运动精度和位置精度.     

基于温度控制系统的模糊自整定PID算法设计

考虑到温度的控制特性,以及常规PID控制器参数整定方法不能获得满意控制性能的问题,提出了一种基于模糊自整定参数的PID算法.针对隶属度函数对模糊推理模型的精度影响和控制算法的特点,建立了模糊PID控制参数规则调整表.该方法不仅具有模糊控制的动态性能好、上升时间快和超调小的特点,而且具有PID控制器的鲁捧性好、动态跟踪品质高和稳态精度高的特性.结合实际的温度控制系统,对水的三相点、沸点以及水温进行了测试与控制,得到了实际控制的温度教据.     

电液位置伺服系统的比例-模糊PID控制研究

针对电液位置伺服系统,提出了比例-模糊PID控制策略;介绍了其工作原理及控制器的设计过程。与模糊PID、普通PID的控制效果进行比较,实验结果表明该控制方法精度高,误差较小。     

激光快速成型机力矩伺服控制系统的构造及其控制器设计

力矩伺服控制系统的构造及其控制的设计与速度和位置型相比要复杂得多，需要调式的参数也增加一倍多，给设计带来一定困难，本文在分析这三种不同类型伺服控制器控制系统构造关系的基础上，详细分析了力矩伺服控制器位置控制系统的构造和控制器的设计等问题，并对前馈控制在该种类型控制器的作用人了试验验证，为力矩伺服控制器位置（速度）控制系统的设计提供了参考。力矩伺服控制器位置控制系统已成功地应用到新加坡一快速成型机床上。     

反重力铸造液态成形过程的PLC控制

反重力铸造是利用上下腔之间的压差,将金属液体由下而上充填模具,实现液态成形的过程。生产过程中,液态成形过程的控制对提高铸件的内在质量有着极为重要的作用。液态成形过程的控制实际上是上下腔之间压差的控制。系统以PLC为核心,采用PID 模糊算法实现了反重力铸造成形过程的闭环控制。该系统液面加压过程控制合理,并具有泄漏自动补偿功能。液态成形过程可以通过工艺参数的设定精确重复再现,不受炉内泄漏和管路气压波动的影响。试验结果表明:系统运行可靠,跟踪性能好,控制精度高,调节方便。     

阴极炭块自动组装工作台自适应神经网络控制研究

为了保证在阴极炭块自动组装中把钢棒糊料定量加入炭块的燕尾槽内,提高阴极炭块组装的质量,从而进一步提高电解铝的质量和产量,降低工人的劳动强度,实现阴极炭块组装的自动化。本文在满足阴极炭块自动组装生产线工艺性要求的基础上,提出了基于BP神经网络对整条生产线上工作台匀速运动的控制,通过仿真结果可以看出,当负载变化时,BP神经网络的自适应PID控制具有调节时间短、超调和振荡小等特点,从而大大改善了系统的鲁棒性和跟踪性能,可以有效地降低工作台的速度波动,使工作台匀速运动,从而达到均匀给料的目的。     

高速加工伺服进给系统控制研究

伺服进给是现代高速加工的关键技术之一,合理地配置进给系统参数、减小定位误差以实现高速进给的同时又具有较高的定位精度具有一定的理论和现实意义.文章分析了影响高速进给定位精度的影响因素,研究了高速加工伺服进给系统的控制方案,设计了一种模糊-PID控制器,该方案结构简单,在传统PID控制的基础上,建立PID参数与控制器输入误差e和误差变化率ec之间的模糊逻辑,在运行中利用模糊规则在线对PID参数进行调整,提高控制精度,加快响应速度.通过建模仿真,结果表明该方案具有良好的动态性能,超调量小,稳定性好,控制精度高,能有效地减小反向间隙、摩擦等对进给精度的影响.