EMA伺服系统速度环自校正控制设计

针对系统参数变化时伺服性能降低的情况,提出了一种通过辨识系统转动惯量实现速度环自校正控制的方法。根据波波夫超稳定理论设计离散系统模型,参考自适应算法递推得到系统转动惯量。建模分析速度环参数和转动惯量的关系,得到一种简单的控制器自校正规律,实现系统速度环的自校正控制。这种方法根据机械参数的变化校正控制器,提高了系统伺服性能。通过Matlab仿真验证了参数辨识方法和速度环自校正控制的可行性和有效性。     

气辅注塑装置参数自校正模糊控制器的研究

对气辅成形装置的压力调节和控制进行了研究。经实验分析提出了基本模糊控制器中影响系统控制效果的3个参数，采用参数自校正模糊控制算法，设计了气辅成形装置的气体压力参数自校正模糊控制器。在自主研制的小型气辅装置上进行了实验验证和比较。实验结果表明，提出的参数自校正模糊控制算法和相应的控制器，有效地降低了稳态偏差和稳态偏差变化率，提高了控制系统的适应能力。     

基于极点配置的直线伺服系统自校正PID控制

采用基于极点配置的自校正PID控制算法,实现针对直线伺服系统的控制设计与仿真。首先确定了系统的ARX模型结构,引入带遗忘因子的递推最小二乘法在线估计模型参数,根据参数估计结果以及期望的系统闭环特征多项式,再通过极点配置的方法来整定增量式PID控制器的输出;整定过程中引入了普通增量式PID控制器形成变结构控制器,以避免系统初始阶段由于数据量不足所带来的影响。利用Matlab实现了所提出算法的设计与仿真。仿真结果表明,自校正PID控制能够实时估计被控对象的参数,适应被控系统的变化,具有较强的参数估计与自校正能力。     

一种参数在线自校正的仿入智能控制器

讨论一种参数自校正的仿人智能控制器.该控制器在控制过程中根据不同的偏差值对控制器参数进行校正,具有控制灵活、响应速度快、超调量小和稳态精度高的优点.实践证明,该控制器具有良好的适应能力,当对象参数变化大时仍能有较好的控制效果.     

基于极点配置自校正的气动位置系统控制策略研究

为了提高比例流量阀控摆动气缸旋转位置系统性能,提出了基于极点配置自校正的控制算法。建立了被控系统数学模型,该系统存在严重的非线性,系统参数随工作点的变化而变化。通过带固定遗忘因子的最小二乘辨识算法在线辨识系统参数,使用极点配置自校正的控制算法将被控系统的极点配置到希望的位置,实现实时的自适应控制。实验研究表明,基于该控制策略的气动旋转位置系统具有较好的动态性能和跟踪能力。     

自校正调节在Z80单板机控制漆包机炉温的应用

本文通过介绍自校正调节（ＳＴＲ）算法借助于Ｚ８０ 单板机控制漆包机炉温的情况,说明自校正调节（ＳＴＲ）控制有效地补偿漆包机炉温的纯延时特性和参数飘移（缓慢时变）的影响及随机干扰的误差。     

参数在线自校正仿人智能控制器在生活水泵站中的应用

以生活水站控制为背景，讨论一种参数自校正的仿人智能控制器。该控制器在控制过程中根据不同的偏差值对控制器参数进行校正，具有控制灵活、响应速度快、超调量小和稳态精度高的优点。实践证明，该控制器对生活用水调节具有良好的适应能力，当对象参数变化大时仍能有较好的控制效果。     

四轮独立驱动EV自校正转向控制研究

针对四轮独立驱动电动汽车转向控制效果与所搭建车辆动力学模型参数紧密相关的问题,提出一种车辆动力学模型参数自校正转向控制系统设计方法。采用递推最小二乘法对车辆动力学模型关键参数进行实时辨识,有效地解决了车辆动力模型参数时变及非线性扰动影响的问题。设计加权最小方差自校正车辆转向控制器,实现对车辆转向横摆稳定性进行实时优化的目标。通过建立加权最小方差控制目标函数,计算出优化横向稳定性所需附加横摆力矩,并实时修正车辆四轮独立驱动转矩,有效提升了四轮独立驱动电动汽车转向工况操纵稳定性。搭建CarSim与Matlab/Simulink联合仿真平台,对所设计自校正四轮转向控制系统进行仿真分析验证。仿真结果表明,该加权最小方差自校正转向控制器能有效提升四轮独立驱动电动汽车的行驶稳定性。     

自校正调节在Z80单片机控制漆包机炉温的应用

本文通过介绍自校正调节（ＳＴＲ）算法借助于Ｚ８０单板机控制漆包机炉温的情况,说明自校正调节（ＳＴＲ）控制有效地补偿漆包机护温的纯延时特性和参数飘移（缓慢时变）的影响及随机干扰的误差。     

时栅位移传感器智能化实现方法研究

时栅是一种利用时间测量空间位移的新型位移传感器.研究智能化技术可以充分利用软件来提高时栅的精度、改善时栅的性能.提出一种基于数字闭环控制技术的时栅自补偿方法,消除了工作条件、电路参数变化等因素的影响.提出一种实现时栅自校零与自校准的方法,无需外部高精度基准信号,消除了时栅零点漂移和增益漂移.并提出一种实现时栅误差自校正的方法.实践证明,采用自补偿、自校零与自校准技术实现了时栅的高稳定度,采用自校正技术实现了时栅的高精度.     

多通道电液伺服协调加载系统的动态神经网络自适应控制

针对航空航天试验中的多通道电液直辖市加载系统,应用一种基于动态神经网络的自适应控制方案,该方案对于非线性,时变和强耦合的多变量系统有较好的控制效果,仿真试验结果表明,该方法具有较高的跟踪精度。     

定位胶结构定位在机床装配技术中的应用分析

文中介绍了定位胶结构定位这种新型的定位形式,并与机床行业中传统的定位方式进行比较。通过具体的用胶案例分析,比较了不同定位方式对机床某些性能参数的影响,充分论证了高精度定位胶结构定位在机床装配中的优势所在。     

高精密转台标定方法研究

针对特定情况下高精密大型转台定位精度的标定问题,提出了一种采用激光跟踪仪标定的方法,首先分析影响标定方法精度的因素,通过优化测量参数及采样策略,建立基于激光跟踪仪的最优标定系统,拟合激光跟踪仪测得点所在的三维平面,通过坐标变换将测量点转换到二维平面上,拟合转换后的数据得到圆心坐标,最后计算相邻测量点与圆心连线的夹角,与理论值进行比较,从而确定转台的定位精度。实验表明,标定系统的精度满足要求。该标定方法简单可靠,提高了高精密大型转台的标定效率。     

精密定位系统的摩擦力建模与补偿

为了提高由直线电机驱动的精密定位系统的定位精度,建立了优化Stribeck摩擦模型,对摩擦力这一影响定位精度的主要因素进行补偿。首先,对于传统的Stribeck摩擦模型进行优化,采用改进的最小二乘算法对模型参数进行辨识。然后,对所建立的摩擦模型补偿算法进行仿真并与扰动观测器的补偿算法进行比较,发现前者速度比后者速度在补偿后提高了4.33%,对摩擦力具有更好的补偿效果。最后,在大行程二维精密定位平台上进行验证,根据平台能够达到的最大速度定义0.005 m/s为低速运动,0.05 m/s为高速运动,在这两种速度下进行实验,并与基于库仑摩擦前馈补偿模型比较。实验结果表明：精密定位平台在速度为0.005 m/s的低速运动时,优化模型的跟随误差减小了67.67%;在速度为0.05 m/s的高速运动时,优化模型的跟随误差减小了51.63%,验证了优化Stribeck摩擦模型补偿算法的有效性。本文提出的优化Stribeck摩擦模型可用于提高由直线电机驱动的精密定位系统的定位精度。     

Practical and intuitive controller design method for precision positioning of a pneumatic cylinder actuator stage

The present paper describes a practical and intuitive controller design method for precision positioning of pneumatic cylinder actuator stages. Pneumatic actuators are easy to use and have numerous advantages, which has led to these actuators having a wide variety of applications. However, pneumatic actuators have notable nonlinear characteristics, which make precision positioning difficult to achieve. The purpose of the present study is to clarify a practical and intuitive controller design procedure for precision positioning of a pneumatic cylinder actuator. In addition to positioning performance, the present study focuses on the realization of easy controller design without the need for the exact model parameters or knowledge in control theory for general-industrial-use pneumatic cylinder actuators with friction characteristics. These considerations are important in order to fully exploit the advantages of pneumatic cylinder actuators in a wide variety of applications. As such, three elements are added to the conventional continuous-motion nominal characteristic trajectory following (CM NCTF) controller. A new design procedure of the improved CM NCTF controller for pneumatic cylinder actuator stages is introduced, and the positioning performance of the designed control system is examined experimentally under several conditions. The positioning results generally indicate a positioning error of 50 nm, which is equal to the sensor resolution.     

超声波电机在三维微细电火花加工中的应用

论述了三维微细电火花加工系统的发展前景,搭建了一台微细电火花加工系统的原型样机.在该系统中,使用超声波电机做驱动装置,为微细电火花加工构造了可实现纳米级微量进给的运动平台,并进行了初步的平台定位精度检测.实验结果证明系统运行良好,运动平台能够达到很高的定位精度.课题在设计实用的精密微量进给机构的电机选择上,探索了新的方法.     

纳米级精密定位工作台研究

为实现压印设备的精密加工,应尽可能地提高工作台的定位精度.通过合理选材,设计出具有六自由度的工作台,并分析工作台定位精度的影响因素,通过误差分析,得到能够满足纳米级定位精度的工作台结构参数.     

Precision positioning of a DC-motor-driven aerostatic slide system

This paper deals with precision positioning in the presence of friction. The object studied is an aerostatic slide system driven by a DC motor with brushes that introduce friction to the system. For such systems, models that do not account for friction can only be used to describe the macrodynamic behavior. The microdynamic behavior is significantly different. Instead of designing two controllers for the different dynamics, a single-step precision positioning using a high-gain controller designed according to the macrodynamics alone is proposed. A proportional-integral-derivative (PID) controller with finite-gain derivative and a modified anti-windup integral reset is designed. Controller parameters are obtained by pole placement rather than manual tuning or other rules of thumb. Identification of the microdynamics is avoided. Single-step precision positioning and uniform response to different sizes of step input are achieved. This method is particularly effective when the friction has uncertainty. Experimental and simulated results indicate that the PID controller can provide a sufficiently high loop gain. In point-to-point positioning for step inputs from millimeter size down to submicrometer size, the positioning error is within ±2 nm and the response dynamics is satisfactory.     

Study on compound ultra-precision alignment technique

A nano-displacement measurement system with duo-gratings is analyzed by using optics theory,a mathematic model for the system is established,and the characteristic of laser Moirésignals is studied through CAD simulation.To improve signal sensitivity and positioning accuracy,two methods of precision positioning are brought forward：differential Moirépositioning method and modified Moirépositioning method.A compound control system for precision positioning is set up by combining these 2 Moiréalignment methods,in which the modified Moiréalignment technique is used for coarse alignment and the differential Moiréalignment technique is used for fine alignment,and the system obtains positioning accuracy of±10 nm in±500μm positioning range with shot response time.     

利用补偿提高精密定位平台的定位精度

系统误差在较大程度上影响精密定位平台的定位精度,必须采取适当措施进行消除。反相补偿法可以大幅度消除系统误差的影响,是一种易行有效、花费较少的补偿手段。运用反相补偿法原理,从误差曲线中分离出系统误差并与其反相曲线叠加以消除系统误差的影响。给出了对精密定位平台宏动工作台和微动工作台进行补偿的具体实例,补偿后定位精度分别从17.4μm提高到1.3μm和从137.6 nm提高到22.2nm。理论分析和实验结果都表明,反相补偿法对于降低系统误差十分有效,但对于随机误差效果不佳。