不稳定串级时滞过程的改进型内模控制

针对不稳定串级时滞过程,提出了改进型内模控制(IMC)方法。控制系统副回路采用改进的内反馈控制结构,能够有效去除副控制器对主回路的影响,从而简化主控制器的设计。主回路采用改进的内模控制结构,在反馈通道增加干扰抑制控制器,使主电路的跟踪特性和干扰抑制特性实现解耦,通过对控制器进行设计,能有效地抑制被控过程参数的变化和干扰对系统性能的影响。     

基于动力学补偿的并联机器人鲁棒轨迹跟踪控制研究

针对6-DOF并联机器人系统存在动力学建模误差和外界不确定性因素干扰的问题,提出了一种基于动力学补偿的并联机器人鲁棒轨迹跟踪控制策略。在充分研究了机器人系统动力学模型特点的基础上,基于Lyapunov方法获得了并联机器人的鲁棒控制率,提出了一种鲁棒轨迹跟踪控制方法,采用逆动力学对内回路进行补偿,外回路采用PD控制,然后对并联机器人进行了鲁棒控制器的设计,最后通过MATLAB进行了系统的轨迹跟踪控制仿真分析。仿真结果表明:当系统存在外界周期干扰的状况时,系统轨迹跟踪误差仍然一致终值有界,在一定程度上提高了系统的鲁棒稳定性。     

交流伺服系统串级控制器应用设计

针对交流伺服系统高速、高精度的要求,以28X系列DSP为控制芯片,提出一种主副回路串级控制方法.速度环采用PI控制,消除系统稳态误差和提高系统响应速度;位置环采用二阶前馈比例控制,改善系统动态跟踪精度.通过不同工况下的实验研究,确定主副回路控制器的参数.结果表明,所设计的串级控制器能够保证伺服系统的动态性能.     

基于动态PLS框架的铝合金脉冲MIG焊解耦控制设计及仿真

针对铝合金脉冲MIG焊中存在的多变量强耦合、难建模等特点,利用动态PLS控制框架在解耦、建模等方面的优势,将多变量的控制转换成为多个单回路的控制,并对各控制回路单独进行PID控制器设计.介绍了动态PLS建模及基于动态PLS建模框架的控制器设计的结构与特点,并将该控制器设计方法引入到铝合金脉冲MIG焊中,并进行仿真试验.仿真验证采用动态PLS框架的控制器设计方法能获得满意的动态和稳态特性,并可应用于其它焊接过程,为基于数据驱动的动态建模控制方法在复杂焊接过程中的应用奠定了基础.     

自动去冒口装置的多执行器液压系统设计

介绍了实现去浇铸件冒口装置的工作原理,根据设计原理和设计要求,提出了一种多执行器顺序动作的液压系统控制方法。分析了液压控制系统各个执行器的控制要求,合理选择及改进设计了顺序控制回路、速度控制回路、锁紧回路、阀控液压缸伺服控制回路等其他的液压回路,各个回路之间相互联系、同时又相互独立。该设计不仅大大提高了系统的自动化程度、稳定性、可靠性,而且提高了系统的可维护性。     

基于灰色预测理论的双液压缸同步控制研究

为解决双液压缸协调同步控制问题,根据灰色预测理论,设计了灰色预测前馈控制器。研究典型的双液压缸同步系统,并在此基础上建立了单液压回路前馈控制器和双缸同步系统灰色预测控制器。实验结果表明：在灰色预测控制下的液压缸工作曲线平滑,液压缸工作稳定。在所设计的极端实验中,两液压缸运动误差能够控制在15 mm以内,验证了基于灰色预测理论的双液压缸同步控制设计的可行性。     

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。     

大型起竖设备双缸同步问题研究

对某大型起竖设备的起竖过程进行了分析和仿真,对双缸起竖液压回路进行了改进,设计了一种PID控制器,实现了双缸起竖的同步控制.该方法改善了系统的同步特性,也具有较高的精确性和稳定性.     

基于AMESim-Simulink的深海加压系统PID控制仿真分析

以一种深海加压系统的同步回路为研究对象,针对同步回路在外干扰力下的位移精度控制问题,使用AMESim的液压库搭建同步回路的物理模型,并使用Simulink建立PID控制器模型,而后将两者进行联合仿真,观察同步回路在外干扰力下的控制性能。结果表明:PID控制的同步回路的位移精度能够达到设计需求。     

直接驱动数控转台的QFT-H∞控制

直接驱动数控转台用环形永磁力矩电机伺服系统的参数不确定性和负载扰动严重影响系统的伺服性能，文章采用定量反馈理论（QFT）与H∞控制理论相结合的方法设计了一个速度控制器。QFT能够实现具有大范围不确定性系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能设计要求，但需要在Nichols图上进行回路整形．作图过程十分繁琐。基于QFT，利用H∞控制理论设计控制器可省去作图过程，大大简化了设计过程。仿真结果及分析表明，所设计的QFT—H∞速度控制器使伺服系统对参数不确定性和负载扰动具有较强的抗干扰性能。     

基于改进模型的气动肌肉神经网络串级控制

气动肌肉的理论模型是其控制器设计的基础。为了得到较完整的气动肌肉的理论模型,作者在Chou理想模型的基础上,综合考虑影响气动肌肉特性的主要因素,推导了气动肌肉收缩力-位移-气压三者之间的解析表达式,建立了相对简单而又较为完整的气动肌肉的改进静态数学模型。在此基础上,利用神经网络控制器的自适应与鲁棒性等优点,设计了一种针对气动肌肉驱动关节的神经网络PID串级控制器,该串级控制器采用内环气压控制器与外环位置控制器分别对气压与位置进行闭环控制,实验结果验证了该控制器的有效性。     

基于约束扰动观测器的感应电机鲁棒模型预测控制方法北大核心

针对感应电机在参数扰动条件下的高性能鲁棒控制问题,提出一种基于模型预测控制和扰动观测器的感应电机无偏速度控制方法。基于串级控制结构设计内环模型预测转矩控制器和外环鲁棒速度控制器。在考虑电机电流和电压约束的最小损耗及参数随转速变化的前提下,提出一种改进的连续控制集模型预测控制器(CCS-MPC)作为内环转矩控制器;将稳定化MPC方法与离散时域扰动观测器(DOB)相结合,在同时考虑参数不确定性和负载转矩的影响以及电机的转矩限制的前提下,设计外环鲁棒速度控制器,该速度控制器为内环转矩控制器提供参考转矩;通过给出相应的定理和推论验证所提出的转速控制器的鲁棒性;设计物理实验对所提控制方法进行验证。结果表明:在考虑电机转矩限制的条件下,所提出的控制方法具有良好的瞬态及稳态响应,且在负载转矩扰动下具有较好的鲁棒性。     

三相电压型PWM整流器微分平坦控制研究

三相电压型PWM整流器(VSR)通常采用电压外环、电流内环的串级PI控制策略,但电流内环不能精确解耦,致使直流侧电压快速性、鲁棒性不佳。本文采用一种新型非线性控制方法——微分平坦控制(FBC),用以提升电流内环的控制性能,与PI控制相比,能够实现电流前馈动态精确解耦,对参数变化和外来扰动具有鲁棒性和适应性,明显提高了系统动态响应速度。通过理论分析和仿真实验,验证了FBC控制策略的正确性和优越性。     

基于扰动观测器的液压冗余直驱平台同步控制

针对液压冗余直驱运动平台,在考虑时变干扰和双缸耦合的情况下建立了非线性数学模型.为了提高机械强耦合的双缸间的同步性能,提出了基于扰动观测器的分级控制方法,该方法将控制设计分成扰动观测器设计、外环位置控制设计、力的控制分配设计以及内环力控制设计4个环节.首先针对作用于横梁的不确定性负载设计了非线性扰动观测器,然后根据横梁...     

基于内环补偿的旋转液压弹性驱动器扭矩控制研究

液压驱动系统具有较高的功率质量比和耐久性特点,但由于系统非线性和高输出刚度,无法应用于交互式控制系统中,尤其是在机器人领域。提出一种力/力矩控制策略,设计了液压驱动器鲁棒内环补偿器(RIC),通过将内环补偿器与外环控制器解耦,将力/力矩控制问题简化为运动控制问题。提出连杆端运动反馈策略,采用扭转弹簧的交叉并联连接方式,建立了驱动器输出扭矩反馈控制器。对液压驱动器转角控制性能和HEA扭矩控制性能进行了试验验证,结果表明所设计的基于非线性鲁棒内环补偿器的HEA具有扭矩可控性、可反向驱动性和强鲁棒性。     

基于模糊算法的PWM电压环的控制

阐述了PWM整流器、电压外环、电流内环的双闭环控制结构,指出了电流内环和电压外环的控制作用。为了提高控制性能,采用了模糊算法设计电压环的电压控制器。研究了电压误差模糊变量e、电压误差变化率模糊变量ce和模糊控制器输出模糊变量△μ不同的隶属度函数分布,对控制性能的影响,通过仿真实验,证明了电压外环采用模糊控制是可行的、有效的,可以改善电压外环控制的性能。     

充液拉深装备中压边压力闭环控制系统调节器的设计

根据作者近年来研制充液拉深装备控制系统的经验,对该装备压边压力闭环系统的控制规律进行了从理论到实践的较系统的研究：首先建立了被控对象的数学模型,然后应用频率特性法对系统进行校正分析,从而得出系统的控制规律。在实际装备上应用此控制规律时,根据系统的实际响应,对控制规律进行了调整和改进。实验结果表明,改进后的控制算法简单、实用,而且可取得良好的控制效果。     

基于图像传感和失重法的自动浇注控制系统设计

针对手工浇注的特点与现状,提出浇注自动化的设想,建立了浇口液位的控制模型,采用工业摄像检测浇口液位、铁液包失重间接检测浇注流量法,设计了浇注串级控制控制系统.根据浇口液位的数学模型,提出了基于组态软件、串级技术和智能仪表的自动浇注控制系统.结果表明,串级技术能有效地抑制系统中存在的扰动,通过提高主控制器的增益,可以提高系统工作频率,改善浇注品质.     

基于非线性PID的数控直线工作台位置控制

数控直线工作台双闭环位置控制多采用PID算法,但是传统PID已不能满足高品质的控制要求。通过对现有控制器结构及性能进行分析,提出一种以偏差和偏差变化率为自变量的二元非线性PID的设计方法,用于速度环控制。通过Simulink仿真,对数控工作台外环的位置阶跃响应以及内环的转速跟踪性能进行对比分析。实验结果表明:提出的二元非线性PID控制器动态跟踪性能好,抗干扰能力强,从而使数控工作台的位置响应快速、稳定,证明了该方法的有效性。     

柱塞缸驱动力控制系统数学模型的研究与应用

对比例溢流阀——柱塞缸控制系统的数学模型进行了理论分析。探讨了利用力传感器、数／模和模／数转换器及比例溢流阀，在柱塞缸液控系统中实现驱动力闭环控制的问题。并对其在挤压机中的应用作了深入的研究，文中所述方法对挤压机的机电系统控制具有普遍意义。