液压挖掘机铲斗轨迹跟踪的鲁棒控制

首先给出了挖掘机工作装置的两自由度动力学方程模型;然后基于滑模控制原理设计了状态观测器,并在此基础上根据反演法设计了挖掘机工作装置的带滑模观测器的变结构控制器;最后在改造后的挖掘机上进行了试验,并给出了所设计的控制器和常规PID控制器跟踪设定直线的效果。试验结果表明,使用常规PID控制器所得到的跟踪误差大于40 mm;而使用作者设计的控制器其跟踪误差可以控制在30 mm之内。对比结果表明,所设计的控制器对设定直线的跟踪具有良好的动态特性,对系统的不确定性具有较强的鲁棒性。     

H型精密运动平台交叉耦合模糊PID同步控制

针对双直线电机驱动的H型精密运动平台由于永磁直线同步电机参数变化和扰动等不确定因素致使两边的运动不同步问题,提出一种交叉耦合模糊PID控制方法.在单轴中采用模糊PID控制作为位置控制器,速度控制器用普通的PI控制,以保证单轴跟踪精度;双轴间引入交叉耦合控制方法,消除双电机之间存在的机械耦合,进而减小了双轴间的位置同步误差.结果表明,将交叉耦合与模糊PID相结合的控制方法能够使H型精密运动平台的同步误差收敛于零,并且使系统具有较好的跟踪性能与鲁棒性.     

变结构PID在锻造操作机控制系统中的应用

针对5T锻造操作机在运送锻件过程中由于惯量较大引起的大滞后现象,将变结构PID控制技术引入锻造操作机的运动控制系统中.通过分析比较不同形式的PID控制方法,设计了基于在不同的偏差情况下P,PI,PD分段控制的变结构PID控制器.通过仿真对比不同的PID控制器所产生的锻造操作机速度变化曲线,对于标准PID、积分分离PID、变结构PID控制器达到匀速的时间分别为12.8 s,10.6 s,4.5 s.变结构PID在快速性和稳定性上明显优于标准PID和积分分离PID控制器.采用这种方法对操作机电液调速系统控制得到了满意的控制品质并取得了较好的效果.     

专家式控制器气动位置力复合控制研究

在大量实验的基础上,根据系统响应特性,专家式控制器将误差分段：在大误差范围内用PID控制,以快速接近目标值;在小误差时用经验控制,以准确到达目标;在达到精度时电压置中以保持精度;控制器各参数由专家控制器的推理机给定．特别是在小误差时的经验控制,完全根据个人经验给定一个经验递减电压,此时控制电压与检测误差无关．通过该控制器对输出力为100N和150N位置力复合控制进行了实验,结果表明,该控制器能对气动位置力复合进行快速准确的控制,效果良好．     

液压四足机器人关节重复补偿控制

针对液压四足机器人电液伺服作动器存在的位置跟踪精度较差问题,提出一种重复控制策略来实现位置跟踪控制。根据液压四足机器人的电液伺服系统各个驱动单元的数学模型,得到简化后的液压位置驱动单元的传递函数。设计了重复控制补偿PID控制器,采用Matlab和AMEsim软件进行联合仿真,进行各个模块的参数设置,得到了的电液伺服系统的位置跟踪曲线。并通过液压四足机器人实验平台进行实验验证控制器的有效性。研究表明,重复控制器可以有效的利用电液伺服作动器的重复运行信息,经过一定误差纠正后,幅值实现完全跟踪,相位滞后减小,验证了重复控制补偿PID的有效性。     

变参数自调整的FUZZY-PI控制器设计

简单的模糊控制器与常规的PID调节器相比虽具有较好的动态性能,并对控制对象的参数和结构变化有较强的适应性,但是其稳态误差较大.作者所设计的变参数自调整模糊控制器在控制过程中可以根据误差及误差的变化自动调整误差、误差变化的量化因子、比例系数和积分系数,从而提高了控制水平.该系统已经在山西某药厂投入使用,达到了预期的目标,取得了良好的经济效益.     

变论域模糊PID自整定控制器的设计及仿真

在一般模糊控制和PID控制的基础上,将模糊控制和PID控制技术相结合,研究了基于变论域的模糊PID控制原理,并利用MATLAB的SIMULINK以及模糊控制工具箱相结合的方法,实现了变论域模糊PID控制器与常规PID控制器的仿真比较.结果表明,设计的变论域模糊PID控制器,不仅保持了模糊控制器和PID控制器原来的优点,而且很好地解决了普通控制器的控制死区问题,提高了控制精度,缩短了响应时间,增强了实用性.     

PID控制原理及参数整定方法

针对PID控制器参数的准确设定在实际应用中对控制效果的重要作用,介绍了PID控制原理、模拟型和数字型PID控制器,并详细分析了目前使用比较广泛的3种参数整定方法:试凑法、经验数据法和扩充临界比例度法.     

液压驱动四足机器人变刚度力跟踪控制

针对液压驱动机器人在变刚度条件下力控制问题,建立了液压驱动四足机器人系统的阻抗模型和带有弹性负载的阀控缸模型.分析系统刚度变化对系统性能的影响,指出常规控制策略在精确足力跟踪控制中的不足,结合变刚度条件下阻抗模型和电液位置伺服系统的特点,提出实现精确足力跟踪的模糊自适应PID位置内环控制和模糊阻抗外环控制的复合控制策略.在半实物仿真平台上进行变刚度条件下的足力跟踪实验,仿真结果表明：在变刚度条件下,足力跟踪曲线最大超调及稳态误差均小于5%,调整时间基本相同,验证了所提控制策略的有效性.     

凿岩台车多关节机械臂的PID位置控制研究

液压凿岩台车在现代隧道掘进施工中发挥了重要作用,现有液压凿岩台车在进行寻找孔位时,需要对6个液压缸和2个液压马达分别进行控制。主要研究了电液比例阀控制液压缸的位置控制系统,以电液比例阀对支臂缸的位置控制为例,其余各个关节控制系统可以以此类推,不进行详细叙述。电液比例阀控制液压缸位置控制系统实际上是一个对液压缸的位移量在钻孔作业中进行实时校正的系统,并对液压缸的期望位移和实际位移产生的偏差进行控制,并在控制环节中添加一个控制器。设计了模糊控制系统的构成,并对模糊PID参数整定的方法与过程进行了论述,然后通过MATLAB的Fuzzy工具箱和SIMULINK模块对电液比例阀控制液压缸的模糊控制器进行设计与仿真。仿真结果显示,在此阀控液压缸控制系统中,模糊PID控制器的抗干扰能力很强,响应速度快,性能也十分稳定。     

基于PID神经网络的拉深件变压边力控制方法研究

将传统的PID控制器与神经元网络融合,建立PID神经网络。运用VB语言编译了拉深过程中变压边力控制系统的PID神经网络仿真程序,并与传统的PID控制仿真进行了对比。建立了基于PIDNN的变压边力控制系统,并通过锥形件拉深实验,证实了PIDNN控制系统具有精度高,抗干扰能力强,能较准确达到变压边力控制要求等优越性。为后续的变压边力控制系统实验研究与工厂实际应用提供了理论与实践基础。     

基于粒子群优化的板球系统双闭环滑模控制

板球系统是高阶、开环不稳定的非线性系统,本文基于板球系统简化模型,结合Lyapunov稳定性原理,在双闭环控制方案的基础上,设计滑模变结构位置控制器,并使用粒子群算法对滑模界面参数和滑模趋近律参数进行优化,提高了控制精度,减消了滑模抖振。仿真实验表明,与传统双闭环PID控制相比,滑模变结构控制算法响应速度更快,达到稳定状态时间更短,具有更好的跟踪与鲁棒性能。     

变结构神经网络控制在SRD中的应用

目的为了减小开关磁阻电机驱动系统参数变化对系统性能产生的影响,解决变结构控制的不连续控制特性问题.方法在常规变结构控制的基础上,引入神经网络控制技术,将普通滑模变结构与神经网络相结合,通过变结构神经网络控制策略进行控制器设计.结果经过对新的滑模变结构控制与传统的PID控制和普通变结构控制性能的对比分析表明,新的滑模变结构控制较好地克服了负载扰动及参数变化对系统转速的影响.结论新的控制方法快速性好、鲁棒性强,减少了开关磁阻电机驱动控制系统的输出抖动.     

基于模糊RBF神经网络的永磁同步电机位置控制

针对比例-积分-微分(PID)控制器参数固定而引起永磁同步电机位置伺服系统控制效果不佳问题,设计了基于平滑切换的模糊PI控制和径向基函数(RBF)神经网络PID控制的位置控制器。暂态时,采用模糊PI控制;稳态时,采用RBF神经网络PID控制,两者中间采用模糊PI-RBF神经网络PID复合控制。该位置控制器既结合了模糊PI控制和RBF神经网络PID控制的优点又克服了各自的缺点。仿真结果表明,当永磁同步电机受到外部扰动时,采用模糊RBF神经网络控制器的永磁同步电机位置系统具有良好的动态性能,能够实现快速响应,做到精确定位,而且当负载变化时具有很强的抗干扰性。     

AGV建模和自适应模糊滑模跟踪控制研究

介绍了自动导引小车AGV的跟踪控制技术的研究现状;建立了AGV跟踪误差系统运动学和动力学的混合模型;针对AGV的初始位存在误差或给定轨迹不连续时,传统PID轨迹跟踪控制器会使其初始速度产生一个较大跳变的问题,将滑模变结构控制技术与自适应模糊控制技术相结合,提出了一种基于模糊滑模的AGV自适应模糊路径跟随和轨迹跟踪控制器。仿真和实验结果表明,给出的自适应模糊滑模控制器不仅有较好的轨迹跟踪控制效果,而且具有较强的鲁棒性。     

磁悬浮轴承的变参数PID控制

提出了主动磁悬浮轴承的一种变参数PID控制方案,给出了控制器参数的整定原则。在MATLAB的SIMULINK环境下构建控制系统模型,用S-function编写变参数PID控制器的参数变化规则模块和磁悬浮轴承的非线性模型,并进行了动态仿真。仿真结果表明,这种变参数PID控制器对磁悬浮轴承有比较好的控制效果。     

一种Buck型变换器的滑模变结构PID控制器设计

针对Buck变换器电路的内部关系,应用滑模变结构理论与常规PID控制的复合控制策略,设计了一种滑模变结构PID控制器。避免了传统PID控制积分引起的超调和滑模控制存在的固有抖振问题,易于工程实现且鲁棒性强。仿真结果表明：与传统的控制技术相比,滑模PID控制器能保证在趋近运动阶段有较短的上升时间（约50ms）,在滑动模态阶段有较小的超调量,提高了系统的暂态稳定性。     

直流无刷电机位置跟踪的模糊PID控制

为了设计高精度的直流无刷电机伺服控制系统,性能优良的位置跟踪控制器是其重要保障.基于直流无刷电机的工作原理.运用Matlab/Simulink建立其自动位置跟踪控制系统的计算机仿真模型,系统的电流和速度环采用PI控制,结合PID控制和模糊控制设计了系统位置环的模糊PID控制器.数字仿真结果表明,模糊PID控制的动静态特性优于传统单一的PID控制,论文的研究工作对设计性能优良的直流无刷电机控制器具有借鉴意义.     

一种变结构控制器的工程设计法

为了使先进的变结构控制系统尽快应用于工程实践,本文应用变结构系统理论,采用变结构控制系统的频率域综合法,推出一种单输入单输出系统变结构控制器的工程设计法,该方法简单、有效,便于没有学过现代控制理论的工程技术人员使用,设计出的控制系统在快速性、鲁棒性方面远远优于目前工程界常用的 PID 线性调节器所设计的系统。该方法采用的变结构控制器算法简单,用微型机或单片机实现是很容易的。     

发动机油门控制器的开发

利用PIC系列单片机，采用参数在线PID控制方法设计了一种发动机油门控制器。该控器在不需要执行机构精确数学模型的条件下，能根据设定值与测量值的偏差自动改变算法，实现对发动机油门开度的精确闭环电子控制。介绍了该系统的总体方案设计、在线PID参数的调节方法，并对系统的软件、硬件作了比较详细的论述。试验结果表明：该油门控制器响应速度快、超调量小、跟踪误差小，鲁棒性好。