基于弧控制的等离子切割电源新型复合控制策略

根据非高频引弧技术在等离子切割电源中的应用,分析了等离子电弧的静态特性,推导出了等离子电弧数学模型,并结合电源在非高频引弧、弧转移及弧能量突变过程中的控制需求.提出了一种新型复合控制策略,该策略的内环是由前馈补偿的电弧电压与反馈电弧电压构成电压闭环复合控制,外环则以电流闭环对等离子弧柱能量进行控制,形成了一种前馈补偿双闭环复合控制方式,以满足电源在非高频引弧负载条件下对快速性和稳定性的控制需求.结果表明,文中所提控制策略不仅可以提高系统的快速性和鲁棒性,还具有优异的动态响应能力,电源的非线性适应能力强,有效的解决了等离子切割电源的控制需求.     

智能复合控制的交流伺服系统研究

根据交流伺服系统高精度要求,以传统PID控制为主要控制方式,并融合经典控制理论中的前馈控制和神经网络参数自整定控制技术各自的优点,设计了一种智能复合控制的交流伺服系统,并且分析了该控制策略的可行性。仿真结果表明该控制策略的控制效果明显优于传统微分前馈控制,为开发高精度的交流伺服系统提供了借鉴。     

基于前馈和滑模复合结构的飞行器电动舵机控制

针对飞行器电动舵机伺服系统的控制问题,提出了一种能够有效抑制传动机构非线性摩擦的控制方法,该方法由前馈补偿器、基于LQR的PID反馈控制器以及滑模控制器构成。前馈控制能够提高系统响应的快速性,PID反馈控制提高系统的抗干扰能力,针对非线性摩擦设计的滑模控制律,用来削弱非线性摩擦对舵机伺服的影响。在分析电动舵机伺服系统构成的基础上,给出了非线性摩擦的Stribeck模型;建立了系统数学模型,在此基础上分析得出前馈补偿器的结构和参数;引入参考给定量,建立基于误差的状态控制方程,设计了基于LQR的PID控制器以及抑制非线性摩擦扰动的滑模控制律。分别对含有滑模控制器和不含滑模控制器的控制方法进行了仿真实验,实验结果表明:含有滑模控制器的控制方法能够有效抑制非线性摩擦引起的速度抖动问题以及位置"平顶"现象。     

高速运动平台的快速精密定位控制

针对高速运动平台到位阶段的惯性振动造成的运动平台调节时间长、定位精度差等问题,提出了一种结合速度-加速度前馈控制、增益调度PID控制及扰动观测器(DOB)的复合控制方法.其中速度-加速度前馈用于实现平台的高加速运动特性;增益调度PID控制可以有效改善平台定位阶段由于非线性摩擦力对平台定位性能的影响,使平台的跟踪误差快速...     

数控折弯机电液比例控制技术的研究

钣金折弯过程中因折弯机双缸电液比例模型参数的差异与时变以及折弯负载力干扰等导致系统指令跟随误差和双缸同步误差增大,为减小这种误差给生产效率和机床工况带来的不良影响,提出了一种基于迭代前馈和单神经元PID的复合控制算法,利用单神经元PID的自适应能力提高系统对折弯负载力干扰的鲁棒性,通过迭代学习前馈控制提高系统的快速跟随性,并引入交叉耦合控制改善双缸同步性。折弯实验结果表明：该复合控制算法较工程中常用的PID算法,不仅使得最大跟踪误差和最大同步误差分别从2.1 mm和0.14 mm减小到0.5 mm和0.055 mm,改善了机床加工工况,而且折弯工进的定位周期缩短了约18%,提高了生产效率     

电液伺服水平稳定平台的控制研究

介绍了一种采用并联非对称液压缸驱动方式的电液伺服水平稳定平台系统,该平台使安装在运动载体上的被稳物体与载体隔离,从而使被稳物体保持稳定状态.并针对此系统提出了相应的控制算法.经过试验研究,表明所提出的改进PID控制和前馈控制相结合的复合控制算法具有良好的控制特性.     

电液伺服系统Bang—Bang＋Fuzzy—PID复合控制研究

针对电液伺服系统模型的不精确、不确定及负载扰动大等特点,结合Bang-Bang控制、Fuzzy控制和PID控制,采用了一种复合控制策略.阐述了控制器的设计过程并在MATLAB/SIMULINK中进行了仿真,结果表明:复合控制器在抗扰能力、快速性、动态跟踪品质和控制精度等方面均具有良好的性能.最后,分析了这种控制器存在的不足和改进的方法,确定了后续研究的方向.     

回推非线性PID复合控制在伺服系统中的应用

针对机床伺服电机位置控制中存在的转动惯量和负载力矩变化大等特点,提出了一种回推非线性PID复合控制方法.非线性PID控制可对传统PID控制器的比例、积分、微分系数进行实时调整,实现了系统的调整控制.回推算法保证在误差较大时能够快速收敛,提高了跟踪能力.仿真结果表明复合控制策略具有更好的稳定性和动态跟踪精度.     

基于PID和滑模控制的电动静液作动器的研究

提出了一种基于PID控制和滑模变结构控制的复合控制策略,建立了电动静液作动器(EHA)的数学模型,并对系统进行仿真分析,比较了三环PID控制系统和复合控制系统的综合性能,结果表明:所提控制策略能够提高系统的快速性,具有一定的鲁棒性。     

基于实时气象信息的智能衣架伸缩控制研究

为了提高无人状态下智能衣架自动晾晒和回收衣物的稳定性和准确性,提出一种新的基于实时气象信息的智能衣架伸缩控制方法。介绍了智能衣架工作原理。通过NHZD10光照传感器对光照情况进行感知,通过雨量传感器对雨水进行检测,给出光照和雨量传感器参数。驱动部分选用L298N电机驱动模块,当集成运放输出高电平时,电机驱动模块驱动改进粒子群前馈PID控制器,实现对智能衣架伸缩的控制。分析了前馈PID控制器的控制原理,介绍了粒子群算法,针对其早熟收敛的弊端对其进行调整,通过改进粒子群方法获取最优PID控制参数,提高控制精度,给出改进粒子群前馈PID控制器。实验结果表明：所提方法控制精度和稳定性高,抗参数失配能力强。     

融合光纤感知的气动执行器夹持力控制策略研究

为了降低气动执行器夹持力/气压迟滞的影响,提高夹持力跟踪控制精度,提出一种基于Prandtl-Ishlinskii （P-I） 逆模型的前馈补偿结合模糊PID的控制策略。分析气动执行器的夹持力/气压迟滞特性,通过初载曲线法辨识迟滞模型参数,建立P-I逆模型;设计融合FBG力感知的模糊PID控制算法,基于自制的FBG传感器实现夹持力反馈,通过标定实验验证传感器的静态特性。在Simulink中构建前馈补偿和融合FBG力感知的模糊PID相结合的复合控制器,完成与传统PID以及模糊PID控制器的夹持力控制仿真对比。仿真结果显示：前馈补偿可以降低稳态误差,提高控制精度。最后,在气动执行器夹持力控实验平台上开展动态跟踪实验,验证了所设计复合控制器的有效性。     

基于MMAS-PID 的板形板厚综合控制

针对带钢冷连轧板形、板厚存在的强耦合关系,建立了板形板厚耦合模型,进行了厚度波动前馈补偿,设计了对角形板形板厚解耦控制系统,实现了板形板厚解耦。同时设计了最大最小蚁群算法（MMAS）优化的PID控制器,对综合控制系统进行了PID参数优化.仿真实现了快速优化PID以满足控制要求,与传统的PID控制相比,MMAS-PID综合解耦控制系统有效提高了板形板厚控制精度.     

基于BP神经网络PID的高速清扫车摆臂控制系统

针对传统清扫车摆臂开环控制系统的动态响应特性不足、抗干扰能力弱,不能适应高速工况下清扫作业,设计了高速清扫车摆臂执行机构和闭环控制系统。为解决BP神经网络(BPNN)存在局部极值、收敛速度慢等问题,提出一种改进BPNN PID算法,其核心是通过主动串联校正,抑制PID前一次输出值u (k-1)对此次输出值u (k)的影响。通过搭建Simulink-AMESim联合仿真模型,研究了高速清扫车摆臂闭环控制系统的阶跃响应、抗干扰能力以及位置跟踪能力。研究结果表明:所改进的BPNN PID控制器能够动态调整PID参数,提高了系统的适应性、准确性和稳定性;改进BPNN PID控制器的抗干扰能力更强,鲁棒性更好,且系统近乎没有超调,超调量为0.5%,仅为PID控制超调量的2.34%,稳定时间0.62 s,相比PID提前了66.31%。     

基于多执行器协调的锻造操作机夹钳垂直提升控制

针对单缸控制锻造操作机提升过程的夹钳非线性升降现象,提出采用缓冲缸和升降缸协调的方法来控制夹钳垂直升降运动,建立了双缸协调轨迹的求解框图,并以夹钳垂直提升为边界条件分别求解,得到了升降缸和缓冲缸协调控制的理论轨迹曲线。在此基础上综合考虑机械、液压、电控系统非线性因素的影响,决定采用前馈补偿方法来提高双缸协调的位置精度。最后基于模拟试验台对采用传统PID、前馈补偿方法的控制效果进行了对比。试验结果表明,采用前馈补偿方法能够有效减小夹钳垂直升降时的水平误差。     

基于单神经元PID的真空炉自适应温度控制

根据真空热处理系统的特点,将单神经元PID控制算法应用到真空热处理系统的温度控制上。根据神经网络的非线性逼近能力和自学习自适应的特点,将单神经元网络与PID控制结合实现对真空炉温度的控制,以达到提高真空炉温度控制品质的目的。并通过计算机仿真软件进行仿真试验,仿真结果表明单神经元PID控制系统可以对控制参数自整定,其对温度控制更加稳健,具有更强的抗干扰能力和鲁棒性。经过搭建真空炉温度控制系统试验平台验证后发现,应用单神经元PID控制的真空炉系统的温升过程表现出了良好的稳定性,但是温度控制的响应速度和保温的精度略有下降。要想进一步提高温控品质,需要就单神经元PID控制方法在响应速度和控制精度上做进一步改进。     

基于模糊PID控制的步进驱动系统研究

为了提高鞋套包装机的运动精度控制要求,针对鞋套穿孔定位这一具体动作,对其中的步进驱动系统进行了研究,提出了模糊PID复合控制方法。首先建立了步进驱动系统的数学模型,然后设计了模糊PID参数自整定控制器,并利用MATLAB进行仿真研究,最后以鞋套包装机样机为实验平台,验证模糊PID参数自整定算法应用于步进驱动系统中的实际效果。实验结果表明,模糊PID参数自整定控制方法应用于步进驱动系统获得了较好的控制效果,提高了系统的精确性和稳定性,可以满足实际的控制需求。     

基于优化位姿控制的并联液压机械手跟踪控制研究

针对二自由度并联液压机械手控制系统容易受到外界干扰问题,对机械手控制系统输出误差进行研究。结合机械手平面简图分析了并联液压机械手工作原理,推导出机械手运动学和动力学方程式。引用模糊PID控制系统,采用差分进化算法和前馈补偿方法对模糊PID控制系统进行优化,将优化后的控制系统通过MATLAB软件进行误差仿真,同时与模糊PID控制系统输出误差进行比较和分析。仿真误差显示：在无干扰环境中,优化前和优化后的二自由度并联液压机械手模糊PID控制系统,其运动位移和角位移输出误差差别不大,跟踪效果较好。在有干扰环境中,优化前二自由度并联液压机械手模糊PID控制系统,运动位移和角位移输出误差较大,而优化后二自由度并联液压机械手模糊PID控制系统,其运动位移和角位移输出误差较小。采用差分进化算法和前馈补偿控制方法,能够抑制外界信号波的干扰,提高二自由度并联液压机械手的跟踪精度,其控制效果较好