高精度深度模拟器自适应控制研究

针对深度模拟器工作液体中难以完全避免气体混入的实际情况,以及由此导致的体积弹性模量随着模拟深度不同而变化所带来的控制系统存在的非线性问题,提出了一种模型参考自适应控制器。首先,根据系统特性设计了模型参考自适应率并证明其Lyapunov稳定性。接着,基于AMESim建立仿真模型,分别对常规PID控制器和提出的模型参考自适应控制器的控制效果进行仿真模拟,验证了该系统在工作压力较低时存在着显著非线性,以及提出的模型参考自适应控制器具备良好的控制效果。最后,对深度模拟器进行实验研究,表明所采用的模型参考自适应控制器的控制精度较常规PID控制器有明显提升。     

基于模糊PID的汽车巡航控制系统设计

针对汽车巡航控制精度和稳定性不高等问题,设计了一种基于模糊PID的汽车巡航控制系统.该巡航控制系统由模拟数字信号输入装置、定速巡航控制电子控制单元和执行器等组成.该控制方法以模糊PID控制作为基础,使用实际车速作为输出量,车速传感器采集的车速信号和设定车速的差值作为输入量.使用LabVIEW界面中的PID仿真模块对设计出的系统进行仿真,验证该系统设计的可行性.通过仿真的结果分析得到基于模糊PID控制的汽车巡航控制系统工作稳定,可以较好地满足巡航控制要求.     

基于LQR的断开式可调尾翼系统高速操纵稳定性研究

为了提高汽车的高速操纵稳定性能和主动安全性，设计了一种主动空气动力学控制系统--断开式可调尾翼系统。建立了包含断开式可调尾翼系统的线性二自由度整车模型和非线性Carsim模型，由线性二自由度模型设计了以跟踪期望稳态横摆角速度和侧向加速度为设计目标的线性二次调节器(LQR)控制器，实现对断开式尾翼系统左右部分攻角的主动控制。通过非线性Carsim模型与Simulink联合仿真对比分析了汽车在中高车速单移线、阶跃工况下的瞬态响应，并对断开式可调尾翼系统的控制效果进行了验证。结果表明，断开式可调尾翼系统提高了高速车辆的横向稳定性和主动安全性，并且随着车辆速度的增加，提升效果明显变好。     

基于扩充临界比例系数法的电磁轴承数字PID控制器参数整定

通过对电磁轴承系统的原理介绍,建立了电磁轴承数字控制系统模型,同时介绍了电磁轴承数字PID控制系统,采用MATLAB系统的工具箱对电磁轴承的控制系统建立数字和模拟两种模型并进行仿真,得到仿真结果,依据仿真结果研究了数字PID控制器参数对电磁轴承控制系统的影响,应用基于系统临界震荡的闭环整定方法的扩充临界比例系数法对数字PID控制器参数进行整定,得出较理想的仿真结果,为今后电磁轴承数字控制系统的设计提供了一种简洁高效的方法。     

基于虚拟样机技术的车辆稳定性鲁棒控制仿真

车辆稳定性控制(vehicle stability control,VSC)是新型的主动安全控制技术,考虑车辆行驶环境中的质量载荷等变量摄动,运用H∞优化方法设计鲁棒控制器;根据多体动力学理论和虚拟样机技术以及ADAMS和MATLAB/Simulink软件的联合仿真分析方法,在ADAMS/View中建立整车系统的虚拟样机模型以及MATLAB/Simulink中建构控制系统的仿真框图,并通过ADAMS与MATLAB联合仿真技术实现了多体动力学系统与控制系统闭环控制的协同仿真.进而验证控制器的鲁棒性,提高车辆的稳定性能.并通过协同仿真分析,车辆稳定性控制系统的各评价指标均有了较大幅度改善,能够有效地提高车辆的操纵稳定性.     

基于模糊控制的四轮转向汽车研究

将模糊控制技术应用于四轮主动转向汽车控制策略研究,通过模型跟踪技术,提出一种以模糊控制横摆力矩输出作为反馈的新方法,设计了反馈控制器,同时采用前、后轮比例控制作为前馈提高系统响应时间,并对所设计的控制器在不同车速下的阶跃响应进行仿真分析与对比,结果证明基于模糊控制理论所设计的控制器可以适用于汽车的四轮转向系统,并能很好的跟踪理想模型,提高了汽车的操纵稳定性。     

基于ADAMS与Matlab的车辆稳定性控制联合仿真研究

通过ADAMS/Car软件建立车辆虚拟样机模型,设计出一种基于横摆角速度反馈的稳定性控制系统,此系统由四轮制动逻辑控制器和单轮制动力PID控制器组成,并同防抱死刹车系统(Anti-locked braking system,ABS)的轮胎滑移率控制相结合以防止车轮失稳,进行ADAMS与Matlab联合仿真分析。控制系统中,逻辑控制器只需两路信号,不需要对四个车轮进行独立控制,PID控制器设计为使能子系统,接收逻辑控制器发出的激活信号,而ABS控制器当车轮滑移率小于限定值时方解除控制状态,执行稳定性控制逻辑。理论分析和仿真结果表明,构建的车辆稳定性控制系统是一个行之有效的进行综合仿真和优化控制的系统,所采用的联合仿真方法是正确有效的,由ABS系统和PID控制策略组成的控制系统有效提高了车辆的稳定性,所得结果为稳定性控制在车辆工程中的实际应用提供了参考。     

基于模型预测控制的智能网联汽车路径跟踪控制器设计

为解决智能车辆的自主转向问题,提高车辆在高速运动过程中的转向精度和稳定性,在智能网联汽车的背景下,从路径跟踪控制出发,提出一种变参数的智能网联汽车路径跟踪控制方法。该方法基于模型预测控制原理,设计了一种智能网联汽车的路径跟踪控制器。该方法先以3自由度模型的车辆模型为控制系统;对系统进行线性化后,确定系统的二次型目标函数,并依据函数形式确定矩阵形式;然后,在Carsim和Matlab/Simulink平台上进行离线仿真,确定各个典型工况下适用于该路径跟踪控制器的仿真参数;最后实现系统可根据由车联网获得车辆实际所处道路形状和实际车速选择合适的路径跟踪控制器的控制参数,完成智能网联汽车的自动转向。仿真结果表明该控制器相对于固定控制参数的控制器具有更好的控制效果,可控制车辆以较高车速行驶时达到较高跟踪精度和行驶稳定性。     

新型模糊PID线性温度控制系统的研究

模糊PID线性温度控制系统是一种新型高精度温度控制系统,在温度控制方面具有极高的精度和良好的稳定性,文中对模糊PID线性温度控制系统的基本控制原理进行了分析,并通过相关软件的模拟,对这种新型温控系统的在工作状态中的高精度和稳定性进行了验证。     

涡扇发动机转子转速控制器设计及半实物仿真验证

本文采用一种基于高效快速的dSPACE原型涡扇发动机控制系统半实物仿真系统,完成了系统建模、控制器设计到半实物仿真的全部过程。介绍了发动机控制系统的组成,在Matlab/Simulink环境中建立了控制系统各部件非线性仿真模型。基于频域校正设计了控制器,开发了基于ControlDesk的涡扇发动机控制系统仿真管理控制与数据显示软件。通过半实物实时仿真试验,验证了控制器的有效性。     

3-SPS(RPR)并联机构神经网络自适应滑模控制系统研究

通过Sim Mechanics Link插件关联Solidworks与Matlab软件,将3-SPS(RPR)并联机构的Solidworks三维模型转换为Matlab/Sim Mechanics仿真分析模型。基于机构的Sim Mechanics模型和动力学方程,结合神经网络自适应算法,设计了一种新型滑模控制器,并通过Lyapunov函数证明了该控制器的稳定性。神经网络自适应算法的作用是实时地修正系统的不确定和非线性项参数,有效解决了滑模控制系统的抖振问题。建立机构的Matlab/Simulink系统框图并进行仿真分析,结果表明:新型滑模控制器的轨迹跟踪精度比传统滑模控制器的高,且响应速度快,鲁棒性强,从而验证了新型滑模控制器的有效性。     

无人机航摄仪摆扫机构系统的精度及稳定性研究

为保证无人机航摄仪的精度和稳定性,对摆扫机构系统进行仿真分析和试验研究。应用ANSYS软件对其主要组件进行模态分析;应用Fluent软件对其仿真分析得到温度分布,用高温、低温存储试验和高温、低温工作试验验证其在不同温度环境下控制系统精度和稳定性;应用飞行模拟转台模拟无人机飞行姿态变化对其进行摇摆试验验证其角速度精度和稳定性;用跑车试验验证相机成像精度和稳定性。结果表明：摆扫机构系统主要组件不会发生共振;在温度变化和飞行姿态变化时仍能保证精度和稳定性;相机成像清晰、稳定。无人机航摄仪能保证航空拍摄时的精度及稳定性。     

磁浮轴承的控制和动态过程研究

建立了磁浮轴承的近似非最小相位传递函数模型，并基于此模型设计了保证系统稳定的闭环控制器。通过控制系统仿真对控制器参数进行了整定，分析了在不同扰动下转子的位移变化、电磁力和刚度的变化以及转子在高速时失控的原因，探讨了控制器参数与电磁轴承刚度及运转稳定性之间的变化关系。     

低速磁浮列车磁悬浮系统仿真平台设计与控制

低速磁浮列车采用电磁型(EMS)悬浮控制系统。由于系统的本质非线性和开环不稳定,使控制系统的设计成为磁浮交通的关键技术。文中首先建立了磁悬浮系统非线性动力学模型,并搭建了磁悬浮系统仿真平台,该平台可用于控制策略的设计与验证。然后利用线性化模型,设计了带有加速度反馈的PD控制律。通过仿真平台中非线性模型的仿真结果,优化了控制器结构和参数。最后通过整车试验验证了所设计的控制系统的有效性。     

路况识别在车辆动力学稳定性控制中的应用

在分析现有的车辆动力学稳定性控制策略的基础上，提出了一种新的控制策略，构建了以横摆角速度为控制变量的反馈控制器和以路面附着系数μ构成的前馈控制器组成的联合控制系统，并建立了相应的车辆动力学仿真模型，通过仿真验证，得出联合控制系统比单独以横摆角速度为控制变量的控制系统的控制效果更好，对路面的适应能力更强。     

胶印机全自动换版装置的气动控制系统设计

该文通过分析胶印机全自动换版装置的工作原理,设计了基于PLC控制器的换版装置气动控制系统,实现了胶印机换版过程的全自动控制,并通过模拟仿真验证了系统的正确性。     

半导体制冷器温度模糊控制技术研究

根据珀耳贴效应并针对半导体制冷器的特性，提出了一种温度模糊控制方法。通过对半导体制冷器的建模以及模糊控制器的设计，建立了整个模糊控制系统的仿真模型。实验结果表明，模糊控制器动态输出的超调量和静态误差均比传统PID小，并且控制系统具有良好的稳定性。     

采用状态反馈的无人车路径跟踪横向控制

针对采用传统模型预测控制器的车辆在弯道内跟踪精度难以保证的问题,本文提出了一种基于状态反馈的路径跟踪横向控制策略。基于车辆动力学模型,建立考虑轮胎滑移包络线约束条件的路径跟踪模型预测控制器,并根据车速选择合适的控制器时域参数;以车辆质心位置为控制点建立车辆跟踪误差模型,结合车辆当前位置横摆角偏差建立状态反馈调节器,通过LQR最优控制方法对无人车姿态进行校正。利用MATLAB/Simulink和Carsim软件对改进的状态反馈控制策略进行了仿真验证,典型双移线道路仿真试验表明:中低车速下车辆路径跟踪横向偏差降低了16%以上,横摆角偏差降低了33%以上,所设计控制器能够有效提高车辆路径跟踪精度,可保证车辆对变曲率弯道具有适应性和行驶稳定性。     

挖掘机双阀芯液压系统的控制策略分析

运用双阀芯控制系统的优点,针对液压挖掘机工作装置不同的工况,提出基于流量控制与压力控制的组合控制方案,实现流量不受负载变化的影响,同时降低系统背压。根据控制方案建立了联合仿真模型,仿真结果表明该组合控制方案可行。但仿真中PID控制器不能很好的保持系统稳定性,因此设计了模糊控制器修正控制方案,使响应特性得到明显改善。最后通过实验验证,结果表明本方案可以有效降低系统能耗。     

车辆主动悬架协调控制技术研究

为解决汽车转向工况下悬架系统垂向振动控制和侧倾控制存在的协调问题,提出了基于功能分配的主动悬架协调控制策略,设计了垂向运动控制器、侧倾控制器和协调控制器,通过协调控制器对垂向运动控制器和侧倾控制器进行功能分配。在控制策略的实现过程中,利用Adams建立整车动力学模型,在Simulink中设计控制系统,搭建Adams/Simlink主动悬架整车联合仿真平台,并通过汽车二自由度线性模型验证该平台的可行性。在C级路面上进行了直线行驶和角阶跃输入两种工况的仿真实验,对算法进行验证。结果显示,通过协调控制器进行功能分配的主动悬架控制系统,能很好的协调垂向控制器和侧倾控制器,提高了汽车的综合性能。