基于虚拟仪器的电液比例系统位置控制研究

电液比例系统的位置控制是控制领域的一个重要组成部分,传统控制方法以PLC为控制主体,但PLC内存和计算能力有限。为此,基于虚拟仪器开发了集采集、控制为一体的电液比例位置控制系统。该系统以Lab VIEW为软件开发平台,结合位移传感器、USB6008数据采集卡、比例放大器、电液比例流量阀、三位四通电磁换向阀构成液压系统,进而驱动液压缸以实现对电液比例系统的位置控制。该系统硬件仅作为输入输出且通用性好,同时,可以利用计算机强大的储存能力和计算能力对数据进行存储和分析。实验结果表明:该方法切实可行,能够准确完成系统的位置控制。     

负载扰动的电液比例位置系统鲁棒控制策略研究

针对带有负载扰动的电液比例位置系统,提出了一种可以实现高精度位置跟踪的动态面鲁棒控制策略。该控制策略在设计过程中引入动态面方法避免了传统反步法设计鲁棒控制器时带来的"计算膨胀"的问题,提高了控制策略在实际系统中的可使用性。通过Layapunov方法证明了鲁棒控制器作用下电液比例位置系统的所有信号有界稳定且具有渐近跟踪性能。最后,通过MATLAB仿真,验证了该控制策略的有效性。     

基于扰动观测器的PMSM系统自适应反步滑模控制

针对负载转矩波动和系统参数变化的永磁同步电机(PMSM)系统的控制问题,提出了一种带有非线性扰动观测器的自适应反步滑模位置跟踪控制方法。首先,设计了自适应反步滑模控制器,以确保电机位置快速收敛到期望值,并设计了自适应收敛增益,以减小电机位置响应下的大的过冲;其次,设计非线性扰动观测器估计未知扰动,并为自适应反步滑模控制提供前馈补偿,以提高系统的鲁棒性,并减少稳态位置误差。仿真结果表明,该方法可以有效减少过冲,很好地实现了PMSM系统的快速位置跟踪控制,具有良好的抗扰动性能。     

基于扰动观测器的PMSM滑模控制北大核心

为了解决永磁同步电机传统调速系统的响应速度慢、有超调、鲁棒性差及抖振过大问题,提出了一种积分变结构与扰动观测器复合的滑模控制方法。该方法设计了一种积分型的滑模变结构控制器,并引入新型趋近率,对PMSM调速系统的稳态及动态性能有了较大的提升;在此基础上利用扩张观测器估计的扰动值进行速度控制器的补偿,提高滑模控制的鲁棒性。仿真结果表明,调速系统无超调,调节时间为0.012 s;突加负载时,恢复稳态时间为0.018 s,且转速只下降16 r/min,该控制方法有效增强了系统动态性能和抗干扰性能,并抑制了滑模控制的抖振。     

电液比例系统位置伺服迭代学习控制

针对电液比例控制系统存在的时变性、非线性、强耦合以及液压参数摄动等问题,提出一种带补偿的迭代学习控制（ILC）算法。在分析电液比例位置伺服系统机制的基础上,建立系统的数学模型。设计不严格依赖于系统精确模型的迭代学习算法,以非常简单的方式处理不确定度相当高的非线性强耦合动态系统。为解决误差收敛过程中存在的抖动和尖峰毛刺,在算法中加入输入和误差补偿。利用先前控制输入和误差的变化量,对系统进行补偿。仿真和实验结果表明：迭代学习控制算法能够有效实现系统对期望轨迹的精确跟踪;与传统PID控制相比,迭代学习控制提高了系统的控制精度和快速跟踪能力。     

基于神经网络的电液位置伺服系统自适应滑模控制

针对电液位置伺服系统(阀控对称缸)模型复杂、参数时变、摩擦影响显著等特点,提出了基于RBF神经网络和基于Lu Gre模型的自适应滑模控制算法。该算法的优点是:(1)利用RBF神经网络逼近控制电流与系统输出压力的关系,将电液位置伺服系统的数学模型简化为二阶,减少了模型参数;(2)采用Lu Gre模型能够准确地描述摩擦过程中复杂的动、静态特性,通过该模型设计摩擦补偿,提高了控制精度;(3)设计自适应滑模控制器,增强了系统的鲁棒性。利用构建的李雅普诺夫函数,证明了闭环系统的稳定性。仿真实验表明:所提算法控制精度较高、响应速度较快、鲁棒性较强。     

基于滑模扰动观测器和积分滑模控制器的活塞加速度控制研究

针对活塞加速度精度低的问题,提出具有气动和液压技术优势的新型混合执行控制系统。通过分析电液-气动混合执行控制系统结构,建立电液-气动混合执行器的数学模型。在积分滑模控制器的基础上,结合具有干扰抑制和估算复合扰动能力的滑模扰动观测器,开发滑模扰动观测器-积分滑模控制器的综合控制器;采用MATLAB软件对电液-气动混合执行器进行仿真,并与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。结果表明：采用基于滑模扰动观测器-积分滑模控制器的电液-气动混合执行控制系统可明显提高对方波和正弦加速度信号的跟踪精度,方波响应超调量减少约54%,正弦响应误差减少约65%;该控制系统抗干扰性强,位置跟踪误差较小,可以有效地精确控制活塞加速度,具有较强的鲁棒性     

基于滑模观测器的PMSM无位置传感器矢量控制

设计了一款基于滑模观测器的无位置传感器来估算永磁同步电机的转子位置和速度。针对传统滑模观测器控制系统的不足,用sigmoid函数作为开关函数,有效抑制了系统抖振;采用基于高精度的相位跟踪原理的锁相环技术估算转子位置,省去了滤波环节,避免了滤波器引起的延时效应。经Matlab仿真,表明所设计的滑模观测器能够使控制系统可靠运行,并且准确地估算了转子位置和速度。     

基于RBF神经网络和扰动观测器的PMLSM位置控制

针对永磁直线同步电机的位置控制,其控制精度易受模型误差和负载扰动等因素的影响,设计了一种改进型的滑模趋近律控制器,提出了基于RBF神经网络的建模误差逼近器和非线性负载扰动观测器。首先,利用改进型的滑模趋近律算法,加快到达滑模面的速度,降低系统的滑模抖振;其次,采用RBF神经网络算法逼近系统的建模误差;最后,非线性扰动观测器对系统的负载扰动进行估计。此外,系统采用前馈补偿控制策略,以提高系统的控制精度。仿真结果表明:通过与传统的滑模趋近律控制方法相比,文章提出的方法提高了系统的控制精度、增强了系统的鲁棒性。     

不确定性电液位置伺服系统的自适应滑模控制

本文针对 确定性的电液位置伺服系统的跟踪控制问题，提出了一种自适应滑模控制设计方法，所提出的自适应滑模控制器对系统的不确定性具有较强理棒性，并且跟踪性能良好。     

自适应滑模观测器PMSM无位置传感器控制

针对永磁同步电机的无传感器控制转子位置和转速估计误差和抖动的问题,结合自适应算法设计了一种新型的自适应滑模观测器来估算电机的转子位置和转速,并使用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性.由于滑模变结构对电机参数依赖小、鲁棒性强,但自身机制引起的系统抖振会影响对电机转子位置和转速的估计.为了降低抖动,采用继电特性的连续函数代替...     

基于FPGA的电液比例位置系统模糊控制器设计

电液比例位置系统是一种典型的非线性时变系统,其参数具有非线性特性,常用的线性化模型基础上的经典控制器,难以取得满意的控制效果.笔者将模糊控制器应用于电液比例位置系统,并采用FPGA芯片,通过VHDL语言设计实现了一个二输入一输出模糊控制器.实验结果表明,控制器推理结果正确,能够稳定、可靠地工作.     

基于ESO的电液位置伺服系统自适应反步滑模控制

针对阀控电液位置伺服系统具有的不确定参数、外部干扰、系统状态不可测问题,在反步控制的基础上,同时引入滑模控制理论,提出一种带有ESO(扩展状态观测器)的自适应反步滑模控制策略。建立系统的非线性状态空间方程,基于系统模型设计出一种ESO,对速度值以及外干扰进行有效估计,同时引入自适应算法对系统不确定参数进行在线估计,设计出不确定参数的自适应律,通过Lyapunov稳定性定理证明所设计的控制器的稳定性。最后,仿真研究表明所设计的控制器能够对速度以及外干扰进行有效估计,并且具有较高品质的位置跟踪能力。     

基于扰动观测器的机器人位置控制器设计

机器人的动力学方程是一组多变量、强耦合、非线性的二阶微分方程组,直接求解计算量很大.在分析了扰动观测器的基本原理后,将扰动观测器应用于机器人的控制,分析了引入扰动观测器实现机器人动力学解耦的机理;讨论了以一阶巴特沃斯低通滤波器作为Q滤波器时系统的稳定性;在自行设计的集控制和驱动为一体的机器人全数字控制器平台上开展了验证实验,实验结果表明,将扰动观测器应用于机器人位置控制可有效提高机器人轨迹控制的跟踪精度.     

基于单神经元自适应PID控制的位置扰动型电液伺服施力系统

针对位置扰动型电液伺服施力系统中多余力矩和参数变化问题，在用结构不变性原理进行补偿的基础上，采用单神经元自适应PID控制来确保系统有满意的跟踪性能。采用这种控制方法，可以较好地消除位置干扰的影响，同时克服系统的非线性及参数时变等因素的影响，提高了系统的鲁棒性和跟踪性能。仿真结果验证了上述结论。     

一种自适应扰动观测器的机械手滑模控制研究

针对在未知载荷下的机械手控制不确定性问题,基于非线性扰动观测器与滑模控制方法,提出一种非线性观测器增益的通用设计方法。通过设计一种自适应算法的非线性扰动观测器,逼近机械手的未知载荷引起的不确定性,来估计由未知恒定载荷所引起的外力,扩大了观测器扰动的适用范围。在一定条件下,利用Lyapunov方法证明了观测器的稳定性。通过算例仿真验证了所提出的自适应非线性观测器的滑模控制方法,在受载荷变化的非线性机械手控制系统等方面,能够有效缓解机械手控制的抖振问题。     

智能电液比例位置伺服系统

本文论述了电液比例位置伺服系统的结构和特性，提出智能极点配置位置控制策略，证明其存在性。并且针对对称阀控制不对称缸流量不连续特性，提出一种数字流量补偿方法，仿真和实验结果表明，该系统具有良好的控制性能和鲁棒性。     

挖掘机电液系统的滑模阻抗控制

为了实现挖掘机操作臂的轨迹控制,需要对各关节油缸位置进行控制。建立了挖掘机电液系统的非线性数学模型。由于挖掘机会在自由空间和约束空间运动,因此采用了阻抗控制。又考虑到挖掘机电液系统的非线性和不确定性,因此将变切换函数的滑模控制用于阻抗控制中,使得系统存在不确定性时,控制器仍然能保持较高的控制精度。滑模控制渐进驱动系统状态以执行目标阻抗,在对操作臂进行位置控制的同时进行力控制。针对所设计的控制器进行了仿真,给出了位置跟踪和力跟踪的效果。     

基于自抗扰控制的电液比例位置同步控制仿真研究

液压缸电液比例位置同步控制系统受自身及外部干扰等因素影响,导致两侧缸位置不同步。针对此问题,基于两侧缸位置同步控制试验平台,建立液压缸电液比例控制系统数学模型;基于"同等方式"和"主从方式"在工程应用上存在的缺陷,采用"同等+主从"控制方式;设计自抗扰控制器,搭建两侧缸位置同步自抗扰控制仿真模型进行仿真研究,并与传统PID控制仿真结果进行比较。结果表明:采用自抗扰控制器能更有效地提高系统响应速度和抗干扰能力,减小系统同步误差。     

电液比例位置控制系统的研究

电液比例位置控制系统是非线性、时变性严重的一种系统,且具有变流量死区、变流量增益的特性.单纯采用线性PID控制器难于协调快速性和稳定性之间的矛盾.基于LabVIEW平台,针对电液比例位置系统具有死区非线性的特点,设计模糊控制器,并与PID控制算法进行比较.实验结果表明:模糊控制通过对比例阀死区的补偿,基本消除了液压缸运动的不对称性,并且在快速性、准确性以及稳定性方面优于传统的PID控制,改善了系统的性能.