基于优化位姿控制的并联液压机械手跟踪控制研究

针对二自由度并联液压机械手控制系统容易受到外界干扰问题,对机械手控制系统输出误差进行研究。结合机械手平面简图分析了并联液压机械手工作原理,推导出机械手运动学和动力学方程式。引用模糊PID控制系统,采用差分进化算法和前馈补偿方法对模糊PID控制系统进行优化,将优化后的控制系统通过MATLAB软件进行误差仿真,同时与模糊PID控制系统输出误差进行比较和分析。仿真误差显示：在无干扰环境中,优化前和优化后的二自由度并联液压机械手模糊PID控制系统,其运动位移和角位移输出误差差别不大,跟踪效果较好。在有干扰环境中,优化前二自由度并联液压机械手模糊PID控制系统,运动位移和角位移输出误差较大,而优化后二自由度并联液压机械手模糊PID控制系统,其运动位移和角位移输出误差较小。采用差分进化算法和前馈补偿控制方法,能够抑制外界信号波的干扰,提高二自由度并联液压机械手的跟踪精度,其控制效果较好     

基于并联机构的船舶运动模拟控制器设计与仿真

基于Stewart并联机构设计六自由度船舶运动模拟器,推导模拟器在给定运动位姿下驱动支链伸缩量的逆解算法。以垂荡-纵摇耦合运动为例,联合MATLAB/Simulink和SimMechanics构建运动模拟器仿真模型,并建立基于PID控制算法的驱动模型。为有效提高模拟器运动精度,基于模糊PID控制算法,应用模糊规则和推理方法对PID参数进行在线整定,设计相应的模糊控制器。结果表明：对波浪运动模拟器实施模糊PID控制后,计算得到的驱动支链伸缩位移误差能较快达到稳定值,稳定后误差明显比经典PID控制算法低。     

电液伺服马达驱动系统的奇异摄动控制仿真研究

为了提高电液伺服驱动系统控制精度,设计了奇异摄动控制方法,并对液压驱动系统输出结果进行仿真验证。建立电液伺服驱动系统,给出电液伺服阀原理图,并介绍电液伺服阀工作原理。创建电液伺服阀节流孔的非线性数学模型,推导出液压驱动方程式,通过最小二乘法对运动参数进行估计。利用反馈线性化技术和奇异摄动理论解决了非线性和不确定性问题。采用MATLAB软件对电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪结果进行仿真,与传统PID控制结果进行对比。结果显示：采用传统PID控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较大;采用奇异摄动控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较小,控制系统反应速度较快,可以提高电液伺服驱动系统控制精度。     

基于改进双模糊PID控制的Stewart平台运动路径跟踪研究

为提高Stewart平台运动控制的抗干扰能力,设计了改进双模糊PID控制系统,并对控制误差进行仿真验证。在坐标系中创建Stewart平台简图,通过矩阵变换推导出连杆运动方程式。设计了Stewart平台液压驱动机构,给出了液压伺服阀流量控制方程式。在传统PID控制基础上设计了双模糊PID控制器,通过粒子群算法对双模糊PID控制器进行优化,采用MATLAB软件对Stewart平台运动路径跟踪误差进行仿真。仿真结果表明:采用改进双模糊PID控制器,Stewart平台在有干扰环境中移动时,仍然能够保持较高的运动路径跟踪精度,对外界的干扰反应速度较快、调节效果较好。采用改进双模糊PID控制器,Stewart平台控制系统的抗干扰能力较强,提高了Stewart平台运动路径跟踪精度。     

自整定模糊PID控制在脱硫搅拌速度控制系统中的应用

以铁水预处理脱硫搅拌器速度控制系统为研究对象,介绍铁水脱硫搅拌器液压系统及其控制策略;设计基于自整定模糊PID的脱硫搅拌器速度控制器及模糊控制规则;通过仿真,对比传统PID控制、自整定模糊控制及自整定模糊PID控制的阶跃响应曲线.结果表明,自整定模糊PID控制响应速度快,稳态误差小.     

多缸液压机的模糊自整定积分分离PID同步控制北大核心CSCD

为了减小多缸液压机对给定位移的跟踪误差和液压缸之间的同步误差,设计了相邻交叉耦合模糊自整定积分分离PID同步控制器。以液压阀的阀控电压为控制量,以活塞杆位移为输出量,建立了同步控制系统的动力学方程。选择相邻交叉耦合同步控制方案作为基础方案,将积分分离PID控制与模糊理论相结合,提出了模糊自整定积分分离PID控制方法。仿真结果表明:从超调量、调节时间、同步误差的角度讲,相邻交叉耦合同步控制的效果优于主从同步方案和同等同步方案,模糊自整定积分分离PID控制优于模糊PID控制。经3000 kN液压机控制实验验证,在最大负载为270.4 kN的情况下,液压机压制过程的超调量为3.2%,最大同步误差为0.17 mm,说明设计的控制器具有较好的同步控制效果。     

电液力伺服系统参数自整定模糊PID控制器设计

针对飞机结构强度试验中常用的电液力伺服系统,讨论了系统组成和数学模型。利用MATLAB设计参数自整定模糊PID控制器以克服系统非线性和负载扰动的影响;通过系统辨识建模的方法,采用预报误差法得到系统ARMAX参数模型辨识结果;以辨识结果为对象对设计的参数自整定模糊PID控制器进行Simulink仿真。结果表明:相比常规PID控制器,采用参数自整定模糊PID控制器进行控制,系统具有更好的稳态精度、快速性和鲁棒性。     

工程机械电液比例阀控制系统模糊PID控制器研究

把传统线性PID控制和模糊控制结合起来,可使系统的控制性能得到提高,是一种很实用的控制方法.设计两个模糊PID控制器:一个基于误差驱动的增益调整型模糊PID,即模糊自适应整定PID控制器;一个基于生物免疫原理的 模糊PID,即模糊免疫PID控制器.以简单阀控马达位置控制系统为控制对象,利用MATLAB创建系统模型,用设计的两模糊控制器控制该系统得出响应曲线.仿真结果表明:两模糊PID控制器均比传统PID的控制性能好,无超调、无振荡、无静差;模糊自适应整定PID控制器鲁棒性较强;模糊免疫PID控制器跟踪设定值的性能较好.     

基于模糊PID控制的步进驱动系统研究

为了提高鞋套包装机的运动精度控制要求,针对鞋套穿孔定位这一具体动作,对其中的步进驱动系统进行了研究,提出了模糊PID复合控制方法。首先建立了步进驱动系统的数学模型,然后设计了模糊PID参数自整定控制器,并利用MATLAB进行仿真研究,最后以鞋套包装机样机为实验平台,验证模糊PID参数自整定算法应用于步进驱动系统中的实际效果。实验结果表明,模糊PID参数自整定控制方法应用于步进驱动系统获得了较好的控制效果,提高了系统的精确性和稳定性,可以满足实际的控制需求。     

专家控制器在精校机上的仿真研究

将专家控制器应用于精校机的液压伺服系统上,通过simulink仿真总结出专家控制器所需要整定规则,设计出专家整定PID控制器,并与应用该液压伺服系统上的传统PID控制器和常规模糊智能控制器进行比较。对仿真的结果进行分析后,得出专家整定PID控制要优于传统PID控制和常规模糊智能控制的结论。     

车辆液压自发电系统的模糊自适应控制仿真

针对车辆液压自发电系统中存在的参数时变性、死区非线性等问题,提出利用模糊自整定PID控制器对整个系统控制.通过对PID参数在线自调整,改善系统的动态性能.利用MATLAB对系统进行建模与仿真,仿真结果表明:模糊自整定PID控制器能够明显改善由于负载扰动带来的稳态误差,改善被控过程的稳态和动态性能,提高系统控制精度和抗干扰能力,使整个系统具有较强的鲁棒性.     

CAK6163Di 数控车床直线电动机直接驱动系统模糊自适应控制的研究

将模糊自适应PID控制引入CAK6163Di数控车床的永磁直线电动机直接驱动系统速度控制中.模糊自适应PID控制器可以根据速度误差以及误差的变化,按照模糊推理自动对PID参数进行最佳调整,可以满足不同时刻的误差和误差变化对PID参数自整定的要求,特别合适于永磁直线电动机驱动的非线性控制系统.采用上述方法后,能显著提高系统的鲁棒性,仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于MATLAB的双关节机械手控制系统仿真研究

针对机械手传统控制器控制精度低的问题,设计了一种不依赖机械手精确的数学模型的变论域模糊控制器。首先,根据拉格朗日方程,建立机械手的动力学模型;其次,设计变论域自适应模糊控制器,运用layapunov函数证明控制器的稳定性;最后对传统的PID控制和变论域模糊控制对机械手的高精度轨迹跟踪控制进行MATLAB/Simulink仿真分析和对仿真结果进行比较。仿真结果证明:变论域自适应模糊控制器对机械手的轨迹跟踪控制精度比传统的PID控制的控制精度高,稳态误差小,且鲁棒性、抗干扰能力强,响应速度快,验证了变论域自适应模糊控制的有效性。     

基于模糊自整定方法的液压马达驱动工作轴速度控制的研究

为提高液压马达驱动工作轴速度控制的有效性,提出一种用于液压马达驱动工作轴速度控制的模糊自整定方法。在分析液压马达驱动工作轴速度控制系统结构的基础上,对速度控制进行数学建模。利用工作轴的转角,建立工作轴的力矩方程;通过滑轮不同侧的皮带拉力,求取液压马达转子的力矩方程;采用马达转子的位移,计算流经液压马达的流量,进而得出速度控制系统的状态方程。以神经网络为基础,将系统的速度误差及误差的变化率作为神经网络的输入信号,设计神经网络隶属函数层模糊规则,求取隶属函数层节点的输出信号,进而实现对液压马达驱动工作轴速度的模糊自整定控制。利用所提方法和PID方法对目标速度进行追踪测试。结果表明：所提方法比PID方法的追踪准确度高9.12%,验证所提方法对液压马达驱动工作轴的速度控制的有效性。     

基于AMESim和MATLAB/Simulink联合仿真的采棉头液压系统设计

为解决采棉机采棉头液压马达由于负载不断变化引起的转速不稳定和不同步的问题,采用AMESim和MATLAB/Simulink联合仿真的方法,对采棉头液压系统进行了AMESim液压系统建模,在施加不断变化的负载情况下进行PID控制和模糊自整定PID控制仿真。结果表明:施加PID控制要比不施加任何控制的液压马达转速更加稳定,转速更加趋近于设定值;模糊自整定PID和PID控制都可以使液压马达转速趋近于设定值,但模糊自整定PID控制比PID的控制马达同步精度更高。     

单杆液压执行器双侧触觉遥控操作的李雅普诺夫稳定控制器研究

液压执行器运动轨迹容易受到多种环境因素干扰,导致实际运动轨迹偏离理论运动轨迹,造成定位精度下降。对此,建立了单杆液压执行器模型简图,采用李雅普诺夫稳定控制器控制液压执行器的运动轨迹。分析了双侧遥控操作系统的动态模型,推导了液压执行器流量非线性控制方程式,设计了单杆液压致动器双侧控制的李雅普诺夫稳定控制方案,采用数学方法对控制器的稳定性进行了证明。结合具体实例,对单杆液压执行器的运动轨迹跟踪误差进行仿真,并与传统PID控制器的跟踪误差形成对比。对误差的仿真结果表明:在受到外界波形干扰时,采用李雅普诺夫稳定控制器控制液压执行器运动轨迹,产生误差较小。液压执行器采用李雅普诺夫稳定控制器,能够提高系统运动的稳定性,降低运动轨迹产生的误差。     

基于PSO算法的串联机械手位置跟踪模糊PID控制

在串联机械手运动控制中常采用PID控制器,存在超调较大、跟踪精度低的问题,为此设计了一种基于微粒群(PSO)算法的模糊PID控制器。首先,根据两力臂串联机械手模型,推算出动力学方程式和传递函数;然后,设计控制器的系统结构,采用PSO算法优化模糊PID控制参数,提高了系统的自适应能力和跟踪精度;最后,在MATLAB中对机械手位置跟踪控制进行仿真。仿真结果显示:PID控制超调较大,有震荡;经模糊调整后,超调变小,稳定性较好;再通过PSO优化,响应速度变快,超调量基本消除。     

基于PSO算法的串联机械手位置跟踪模糊PID控制（英文）

在串联机械手运动控制中常采用PID控制器,存在超调较大、跟踪精度低的问题,为此设计了一种基于微粒群(PSO)算法的模糊PID控制器。首先,根据两力臂串联机械手模型,推算出动力学方程式和传递函数;然后,设计控制器的系统结构,采用PSO算法优化模糊PID控制参数,提高了系统的自适应能力和跟踪精度;最后,在MATLAB中对机械手位置跟踪控制进行仿真。仿真结果显示:PID控制超调较大,有震荡;经模糊调整后,超调变小,稳定性较好;再通过PSO优化,响应速度变快,超调量基本消除。     

液压绞车运动跟踪前馈控制方法研究

当液压绞车跟踪特定运动时,其响应速度是影响运动跟踪控制性能的重要因素。为了提高液压绞车运动跟踪精度,设计跟踪运动前馈控制器并进行跟踪运动控制试验,结果表明,液压绞车的非线性因素对跟踪运动的控制精度有重要影响。利用最小二乘辨识方法实时辨识液压绞车的系统模型参数,在系统辨识的基础上设计自适应前馈控制器。仿真结果表明,液压绞车运动跟踪自适应前馈控制可以得到较高的控制精度。     

径向柱塞变量泵模糊自整定PID控制的研究

针对电液伺服控制径向柱塞变量泵变量机构,设计了模糊自整定PID控制器,并通过计算机仿真,再现了系统跟踪阶跃信号的系统响应。仿真结果表明,在该控制器下,径向柱塞变量泵具有良好的动态性能。