数控机床进给用磁悬浮系统的积分滑模控制

针对龙门数控机床移动部件与静止导轨存在的摩擦问题,提出了应用磁悬浮技术实现零摩擦驱动的控制方案.根据所建立的横梁磁悬浮系统的数学模型,应用基于微分几何的反馈线性化方法将非线性的电磁悬浮系统转化为线性系统,然后利用积分滑模控制器来对整个系统进行鲁棒控制.仿真研究结果表明,与传统控制方法相比,系统具有很强的抗扰性和较高的刚度,横梁能够实现无摩擦稳定悬浮.     

磁悬浮直线导轨悬浮高度的自适应积分滑模控制

介绍磁悬浮直线导轨这一新型机电进给装置。针对该装置悬浮部分复杂非线性、参数时变、强扰动的特点,应用自适应积分滑模控制方法设计磁悬浮系统恒悬浮高度控制器。自适应积分滑模控制器可以在线实时估计不确定系统的边界值,削弱滑模控制的抖振,减小稳态误差。与PID控制器的仿真对比实验表明,自适应积分滑模控制器具有更好的动、静态特性和鲁棒性。     

不确定非线性系统的无颤振动态变结构控制

本文研究有界非匹配不确定性SISO非线性系统的跟踪问题，为克服变结构控制的抖动现象，设计了动念变结构控制方案，得到本质上时间连续的变结构控制律，并且考虑了广系统在有界模型不确定性及外加干扰情况下控制的鲁捧性。最后给出的仿真实例证实了理论结果。     

机床横梁悬浮系统的反演自适应动态滑模变结构控制研究

在龙门数控加工中心移动横梁磁悬浮系统中,刀具切削工件过程中磁悬浮系统所受到扰动和系统自身参数的时变性对悬浮高度有影响。为了实现悬浮高度的精确控制,设计了控制悬浮高度的反演自适应动态滑模控制器,该控制器可有效削弱系统抖振并保持悬浮高度的稳定性;引入自适应控制策略,大大改进了滑模控制对不确定性系统参数的控制能力。仿真结果表明:该控制器具有很强的抗扰性,并使系统具有较高刚度,实现了稳定悬浮。     

基于滑模扰动观测器和积分滑模控制器的活塞加速度控制研究

针对活塞加速度精度低的问题,提出具有气动和液压技术优势的新型混合执行控制系统。通过分析电液-气动混合执行控制系统结构,建立电液-气动混合执行器的数学模型。在积分滑模控制器的基础上,结合具有干扰抑制和估算复合扰动能力的滑模扰动观测器,开发滑模扰动观测器-积分滑模控制器的综合控制器;采用MATLAB软件对电液-气动混合执行器进行仿真,并与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。结果表明：采用基于滑模扰动观测器-积分滑模控制器的电液-气动混合执行控制系统可明显提高对方波和正弦加速度信号的跟踪精度,方波响应超调量减少约54%,正弦响应误差减少约65%;该控制系统抗干扰性强,位置跟踪误差较小,可以有效地精确控制活塞加速度,具有较强的鲁棒性     

模糊非线性积分滑模张力控制系统的研究

张力控制是诸多行业中卷绕系统的关键技术,直接影响着产品的质量。针对卷绕张力系统耦合性强,干扰因素较多等问题,提出了一种鲁棒性强的模糊非线性积分滑模控制方法。以伺服电机为张力执行机构对卷绕张力系统进行数学建模。提出双闭环控制方案并设计了模糊非线性积分滑模张力控制器和具有过渡过程的转矩PID控制器。在MATLAB/Simulink环境中建立了张力控制系统模型并进行了仿真验证。仿真结果表明张力控制系统具有启动过程快速稳定,抗干扰能力强等特点。     

电液伺服系统的积分滑模自适应控制方法的研究

针对某型鱼雷尾舵电液位置伺服系统存在参数不确定性和干扰的问题,设计了一种新型的积分滑模自适应变结构控制器,实现了在变工况下对系统的良好跟踪控制。仿真结果表明,该方法控制精度高,鲁棒性强,有效提高了系统的控制性能。     

磁悬浮运动平台的非线性变结构控制

磁悬浮运动平台具有非接触、无摩擦和无磨损等优点,适合做精密测量和定位设备.针对磁悬浮运动平台动力学模型的强耦合、非线性特点,利用非线性系统的反馈精确线性化方法,实现了运动平台悬浮位置和水平位置的非交互式控制,同时根据垂直方向和水平方向的不同特点分别设计了变结构控制器.仿真结果表明,该方法很好的实现了对悬浮驱动和水平驱动的解耦控制,且控制器具有较强的鲁棒性.     

基于反馈线性化的龙门数控机床磁悬浮系统滑模鲁棒控制

针对龙门移动式数控机床中横梁的悬浮刚度进行了研究.在龙门移动式数控机床中,将移动的横梁悬浮起来,可以消除摩擦提高加工精度.为了实现稳定的悬浮,提出了基于反馈线性化的滑模变结构的控制方法.通过反馈线性化的方法将非线性电磁悬浮系统转化为线性系统,然后利用滑模变结构控制方法设计控制器来对整个系统进行鲁棒控制.仿真结果表明,与传统的状态反馈控制方法相比,系统具有很强的抑制扰动的能力和高刚度,能够实现稳定悬浮.     

被动式电液力伺服系统的高阶积分滑模控制

针对被动式电液力伺服系统的控制问题,提出了高阶积分滑模控制方法。积分滑动模可以降低控制器对期望跟踪轨迹高阶导数的要求,有效抑制传统滑模变结构控制中的抖振问题;CMAC神经网络在线学习系统不确定性能够降低控制器参数设计的保守性。将该控制方法应用于电液力伺服系统中,并进行仿真。结果表明:该控制方案均具有较好的控制性能,且能够有效抑制系统的抖振。     

数控机床直线伺服系统反推滑模控制的研究

针对高速高精数控机床直线伺服系统,考虑参数变化、外部负载扰动和摩擦力等不确定因素对系统伺服性能的影响,设计自适应反推滑模控制器 (ABSMC).由系统位置、速度误差建立滑模面,利用反推理论推导出反推滑模控制律.实际应用中不确定确界未知,通过设计自适应律修正不确定确界观测值.经分析验证,并与反推滑模控制相比,自适应反推滑模算法在保证系统全局一致渐进稳定情况下,能很好抑制不确定因素对系统性能的影响,对参考指令位置跟踪鲁棒性强,同时抖振得到明显削弱.     

电液伺服系统的积分滑模控制

针对电液伺服控制系统容易受到参数扰动和外部干扰的影响,提出一种积分滑模控制方法。并用极点配置法设计滑模超平面,保证系统的动态品质。仿真结果表明,在电液伺服系统出现参数变化和外部扰动时,积分滑模控制系统有很高的动态性能,抗干扰能力好,具有很强的鲁棒性。     

液压系统的模糊滑模控制

对变结构控制系统的滑动模态采用典型Ⅰ型系统设计,用模糊控制方法动态调整阻尼比ζ,该法具有滑模变结构控制优良的鲁棒性和良好的动态性能。并将其应用于液压系统,取得了良好的仿真效果。     

基于二阶滑模的PMLSM悬浮平台直接解耦控制

永磁直线同步电机( PMLSM)悬浮平台利用直线电机的法向力实现动子悬浮,本身具有的无摩擦,零传动等优点满足了精密加工中对于高精度和高速度的要求.但是由于水平推力和法向力之间存在非线性耦合,加之负载扰动和参数变化等不确定性因素降低了系统的伺服性能.为了保证PMLSM悬浮平台动子的定位精度,针对上述问题分别独立设计水平轴和竖直轴的二阶滑模(2SMC)控制器对其进行直接动态解耦控制.控制律采用二阶滑模的螺旋算法,将不连续控制作用于变量的高阶微分上,理论上可以削弱抖振.仿真结果表明该控制策略能够实现对水平方向和竖直方向的动态解耦,使系统对参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性,从而提高了定位精度.     

数控机床主轴电机矢量变频调速控制系统仿真

根据矢量控制方法,建立了异步电机定子坐标系下的数学模型,利用matlab／simulink模型库建立了按转子磁场定向的矢量控制系统仿真模型,对控制系统在负载条件下进行了动态仿真。仿真结果表明该系统具有很好的动静态响应特性,在外界负载的干扰下,系统能够快速恢复稳定。仿真结果符合电机实际运行特性,为数控机床主轴变频调速的硬件及软件的实现提供了理论依据。     

非线性电液位置伺服系统的自学习滑模模糊控制

针对电液伺服系统存在参数变化、负载干扰等非线性因素,且难以建立精确的数学模型用于实时控制的特点,将一种自学习滑模模糊控制方法应用于电液伺服系统,并将滑模控制策略应用于模糊控制中,建立以滑模函数值为输入、伺服阀控制电压为输出、模糊规则只有11个的简单模糊控制器,通过在线学习调整模糊规则使系统状态快速滑向状态平衡点。该控制方法结合了滑模控制和自适应模糊控制,鲁棒性强、结构简单。仿真和实时控制结果表明：在电液位置伺服系统中取得良好的控制精度和稳定性。