开放式智能控制器的设计与加工实现

针对传统数控系统的封闭式结构及无法实现自主实时获得最佳切削参数的问题,设计并开发了一个模块化的、能实现基于约束控制的、加工参数可在线调整的自适应开放式智能控制器.构建了该控制器中自适应控制技术的实现体系,通过建立自适应约束控制与插补控制之间的有限状态机任务模型,解决了两者之间指令的有效融合及同步问题.基于切削力为约束的模糊自适应控制器进行的实际切削试验表明了所建集成式智能自适应控制体系的可行性和有效性.     

KDP晶体加工专用超精密机床数控系统开发

介绍了KDP(磷酸二氢钾)晶体加工专用超精密机床基于PMAC运动控制器的双CPU开放式数控系统,并详细说明了系统硬件构建和软件实现及伺服控制方法.超精密机床数控系统采用工业控制计算机作为上位机完成数控加工中的非实时任务,PMAC运动控制器作为下位机完成实时的控制任务.该系统应用于KDP晶体专用超精密机床加工铝试件,获得了Ra5.158 nm的表面粗糙度,验证了该数控系统的实用性和可靠性.     

基于开放式数控系统的车削加工过程监控技术研究

本文以开放式数控系统为基础,设计了在频域内用于刀具磨损监测的带通数字滤波算法,通过实时采集切削工况参数,实现了对车削加工过程的监控.本文介绍了该监控方法的设计原理和实现过程,还对该方法进行了实验验证,此开放式数控系统能够保证加工系统的稳定性和加工质量.     

基于蓝牙技术的高效可维护数控在线监控系统

针对以往专用数控系统无法进行在线测试和监控、现场维护性很差的现状，通过将蓝牙（Blue-Tooth）技术应用于数控系统中，实现了数控加工时现场数据的实时可维护性和蓝牙无线在线监控。提出了实时可维护数控系统的概念并予以实现。     

六轴联动电火花加工数控系统的研究

为了解决六轴联动电火花加工数控系统软硬件的设计难题，以可编程多轴控制器为运动控制器，提出了基于开放式体系结构进行六轴联动电火花加工数控系统的硬件体系结构。为了提高软件系统中与加工过程密切相关的实时任务的实时性能，基于实时Linux操作系统，实现了数控系统软件中的运动控制任务和放电状态检测任务等实时性要求较强的任务。此外，还进行了Linux平台上可编程多轴控制器的设备驱动程序、数控代码解释模块、图形用户界面和工艺数据库的设计。该系统能很好地解决六轴联动电火花机床运动控制精度要求较高、需要控制的轴数较多等设计难点。     

嵌人式多CPU架构的开放式专用数控系统的研发

为方便快捷地开发出数据控专机控制器,研发开放式专用数控系统作为专机控制器开发平台,允许第三方设备接入并进行互联与互操作。提出开放式专用数控系统的功能模型、数据模型、结构模型和行为模型,采用嵌入式多CPU架构实现了分布型开放式专用数控系统,采用双数据区同步方案解决了分布式系统中数据的同步维护问题。该系统在轴承套圈数控车削中心得到了成功的应用,实现了该数控专机的系统开放性和运动轨迹的参数变量编程控制的预期目标。     

基于数控流水线技术的开放式数控系统

为使开放式数控系统的设计不依赖于特定的软硬件平台,提出了一种由数控主控流水线线程、驱动程序和数控微代码实时执行单元构成的数控流水线体系.该体系定义了开放的数控规范指令和数控微代码接口,保证模块的互换性,实现了流水线的可重构.数控流水线线程封装了从指令译码到生成数控微代码的主要控制功能,并采用标准编程接口和软件开发技术确保可移植性.数控微代码实时执行单元由可重构的开放式硬件进行实时控制,通过缓冲区隔离了流水线的实时和非实时部分.实验表明,数控流水线体系可适应各种通用的软硬件平台,为开放式数控系统的构建提供了一种实用方法.     

开放式数控可配置设计及实现

为了快速、高效、低成本地开发出用户定制的个性化数控系统,将软组件技术和可配置设计的思想引入到开放式数控的开发中,提出了非实时任务组件和实时任务组件的配置方法,设计了用于构建开放式数控系统的基本功能组件库,建立了数控配置模型,并且时该模型进行实例验证.验证结果表明,基于软组件技术实现数控系统的可配置功能是可行的.     

基于PMAC控制器的开放式数控系统研究

根据磨料水射流的切割特点和精密加工要求,设计开发了一种适用于磨料水射流机床的基于PMAC的开放式数控系统.通过分析磨料水射流数控系统的功能需求,研究分析了数控系统的软、硬件结构和基于PMAC控制器的数控系统实现机制.采用模块化的设计思想,设计开发数控系统软件,讨论了各软件模块的实现方法.实验室的调试运行表明,基于PMAC的开放式数控系统能较好地适应磨料水射流机床的特点,满足精密加工要求.     

基于双NURBS参数混合插补算法的五轴联动交叉耦合控制器研究

针对零件复杂曲面高速高精度数控加工的需求,分析五轴联动数控加工系统刀具运动轨迹中的轮廓误差和方向误差,建立了该轮廓误差和方向误差的实时计算模型,从而得出系统跟踪误差计算模型;在此基础上设计出一种基于双NURBS参数混合插补算法的五轴联动数控系统交叉耦合控制器,并对其进行仿真,仿真结果表明,使用该交叉耦合控制器能有效提高五轴联动数控系统的零件加工精度。     

多变量PI型有约束后移步限预测控制器在水泥窑控制中的仿真研究

本文设计了具有比例积分结构的多变量ＰＩ型有移步限预测控制器，并给出在旋转式水泥窑过程控制中的仿真研究结果。     

模糊自适应控制在循环水加药控制中的应用

针对传统的PID控制的局限性,提出了将模糊逻辑控制引入传统的PID控制系统中的思想,并介绍自适应模糊PID控制系统的结构和工作原理。给出在火电厂循环水联合处理加药控制的应用实例,详细介绍其控制过程,并给出其仿真曲线和实际应用数据。结果表明该系统的设计是合理可行的。     

一种用于pH值控制的非线性系统的实现

分析了pH值曲线的非线性特点,对PID控制和前馈控制中的非线性控制因素分别采用非线性增益和模糊控制的方法来实现,并在实际运用中取得了较好的效果。     

控制理论在电液控制系统中的应用综述

简单介绍了控制理论的形成和发展、电液控制系统的组成,详细地阐述了电液控制系统的控制方法,控制理论广泛应用于电液控制系统中,是自动化技术发展水平的重要标志,它对电液控制系统性能的改善起着举足轻重的作用。     

模糊功率控制器的研制

以大型破碎机的功率控制器为例，介绍了一种适合随时间变化的无定常自控系统的微机Ｆｕｚｙ控制算法，该算法与ＰＩＤ算法、Ｆｕｚｙ控制常用算法相比，具有算法简单、调节容易、控制精度高等优点。     

补偿器轧机的数字控制系统

介绍了补偿器轧机的工作原理，并根据轧机的工作要求，设计了一套以ＭＣＳ－５１系列单片机８０３１为核心的数字控制系统。现场长期运行证明，该系统设计合理、工作可靠、操作方便、自动化程度高。     

Implementation of an adaptive fuzzy compensator for coupled tank liquid level control system

In this paper, an adaptive fuzzy control (AFC) system is proposed to realize level position control of two coupled water tanks, often encountered in practical process control. The fuzzy control system includes an adaptive model identifier and controller. The gains of AFC are obtained by using the fuzzy identifier model which is defined by real system outputs and control inputs. The parameters of fuzzy identifier model are adjusted online by using recursive least square algorithm. Because the controller has a recursive form it treats model uncertainties and external disturbances in an implicit way. Thus there is no need to specify uncertainty and disturbances for this controller design in advance. A well-tuned conventional proportional integral (PI) controller is also applied to the two coupled tank system for comparison with the AFC system. Experimentation of the coupled tank system is realized in two different configurations, namely configuration #1 and configuration #2 respectively. In configuration #1, the water level in the top tank is controlled by a pump. In configuration #2, the water level in the bottom tank is controlled by the water flow coming out of the top tank. Experimental results prove that the AFC shows better trajectory tracking performance than PI controller in that the plant transient responses to the desired output changes have shorter settling time and smaller magnitude overshot/undershoot. Robustness of the AFC with respect to water level variation and capability to eliminate external disturbances are also achieved. Experimental results show that AFC is a strong and a practical choice for liquid level control.     

一种预测模糊集成控制系统的设计方法

将预测控制方法与模糊控制方法相结合，构成一类预测模糊集成控制系统。用以解决工业过程控制系统中存在的且难以处理的大滞后与非最小相位问题。文章最后给出仿真结果。     

模糊PI轧机位置闭环控制实验研究

基于模糊控制对模型要求不高的特点,提出一种利用模糊逻辑在线调整PI参数的模糊PI控制算法,并将该方法应用于冷带轧机液压缸位置控制实验中。实验结果表明,该方法能有效抑制超调,使系统响应速度较快,且系统的动态和静态特性得到明显改善。该方法还可应用于难建模并需快速响应的复杂系统。     

自适应PID控制与传统PID控制的无抖振切换

提出一个自适应控制器和一个传统PID控制器相互切换的控制方案,仿真结果表明,自适应PID控制方法在辨识精度、控制性能和跟踪能力等问题上可以和多模型自适应控制相媲美,从而省去了多模型自适应控制寻找大量合适模型集的不易,是一种简便有效的控制方法.