变结构自适应控制器及其在液压伺服系统中的应用

为提高自适应控制的鲁棒性能,根据变结构与自适应控制理论,导出了变结构与自适应控制相结合的多策略交叉控制器,为简化控制算法,提出了压缩变结构自适应控制思想。以仿真为基础,完成了试验研究,说明这种变结构自适应控制器可以有效地提高系统的鲁棒性。     

液压伺服系统的非线性控制

分析了影响液压伺服系统性能的非线性因素利用线性系统理论控制液压伺服系统所存在的问题，提出了液压伺服系统的非线性控制方法。     

电气液压复合调节容积式舵机的精确线性化控制

针对先进歼击机功率电传作动系统舵面控制的需求,提出了一种具有电气一液压复合调节容积式舵机的结构方案,并讨论了这种舵机的操纵状态和工作特性。在此基础上,推导了描述舵机动态特性的非线性状态方程。然后,采用非线性系统的几何控制理论,证明了系统满足精确线性化的条件,并给出了基于时间—误差性能指标(ITAE)最小的最优控制律,成功地解决了复合舵机控制系统存在的交联问题和相乘非线性问题。所提出的控制方法奠定了电气—液压复合舵机非线性控制理论的基础。     

针对某型军机机载作动系统的改进型模糊变结构控制方法

针对提高某型军机战场生存率的重要问题——机载作动系统的鲁棒性与快速性进行深入的研究,建立非线性多变量被控系统的数学模型,提出基于被控对象特点的改进型模糊变结构控制策略,将模糊控制理论与变结构控制方法结合起来,设计控制系统,进行仿真试验,结果表明提出的方法能明显改善被控系统的总体性能。     

免疫PID在液压位置伺服系统中的应用研究

生物体的免疫应答机制是生物体维持免疫平衡的重要手段,免疫应答的自我调节功能对控制器设计具有重要的借鉴作用。将免疫反馈引入到传统的PID控制器中,并采用单层Adaline神经网络作为抗体抑制调节函数,提高免疫PID控制器的参数自适应能力。该结构的免疫PID控制器具有结构简单、自适应能力强等特点,将该控制器应用到宝钢2050粗轧液压立辊压下系统中,结果表明在外界扰动和系统工况发生变化时,该控制器也能取得满意的控制效果。     

基于开关液压源的大惯性负载速度控制系统

提出一种适用于多执行器复合控制系统中对驱动大惯性负载液压马达速度进行控制的新型节能型电液控制系统,针对其大惯性负载马达联执行器的驱动控制,引入开关液压源理论,构成一个半闭式液压回路,实现了输出转矩与负载的自动适应,大幅度提高能量的转换效率。在此基础上,提出相应的脉频调制速度控制方法,并进行了理论分析和试验研究。结果表明,该系统具有良好的节能效果与较强的抗干扰能力;虽然输出速度有小幅纹波,但并不影响系统的闭环控制。     

气液联动与气液联控

针对常规气压伺服系统的缺点,基于传统的气液联动技术,将液体介质引入到气压伺服系统中并进行闭环控制,从而构成了一种全新的气、液复合介质传动系统——气液联控伺服系统。它借助于液体可变阻尼力的调整来改变系统的动态特性,并实现一些特殊的机能。试验证明了气液联控伺服系统实现了常规气压伺服系统难以达到的高刚度、高精度和高频响,对气压技术应用领域的拓宽具有重要的理论和实际意义。     

变量泵源阀控系统的前馈自适应控制方法

变量泵源导致系统开环增益下降和动态变化,传统的反馈控制和串联校正很难使此类系统跟踪精度达到要求应用复合控制方法,可以对开环增益变化进行有效补偿,提高跟踪控制精度。运用MCS-96系列单片机技术、反馈控制、前馈控制和自适应控制原理,开发设计了数字控制器,实现了对系统的前馈自适应数字控制。试验研究结果表明,前馈自适应控制是实现变量泵源阀控系统高精度跟踪控制的有效方法。     

PRINCIPLE TO CLOSED LOOP CONTROL DIFFERENTIAL CYLINDER WITH DOUBLE SPEED VARIABLE PUMPS AND SINGLE LOOP CONTROL SIGNAL

To control the position of differential cylinder closed loop without using any throttle elements, a new idea that two speed variable pumps are used to compensate the non-symmetric flow of differential cylinder is carried out. According to the leaking property of the system, a speed offset principle is also proposed to eliminate the cavitation and tension caused by the leakage and condensation of oil, which makes the system be in the same state as a valve controlled circuit. This principle is explained theoretically and experimentally. Further the relationship that the pressures in cylinder chambers change with load and leakage, and the relationship between biasing speed and pre-load pressures in cylinder chambers are established. The research has proved that the new system has similar technique features as those of controlled with servo valves, but due to the elimination of all the throttle lose the efficiency of system can be improved greatly.     

ADAPTIVE VARIABLE STRUCTURE CONTROLLERS AND APPLICATION TO ENGINE IDLE SPEED CONTROL SIMULATION

A neural-network-based adaptive variable structure control methodology is proposed for the tracking problem of nonlinear discrete-time input-output systems. The unknown dynamics of the system are approximated via radial basis function neural networks. The control law is based on sliding modes and simple to implement. The discrete-time adaptive law for tuning the weight of neural networks is presented using the adaptive filtering algorithm with residue upper-bound compensation. The application of the proposed controller to engine idle speed control design is discussed. The results indicate the validation and effectiveness of this approach.     

基于CMAC的气动人工肌肉变结构位置控制研究

气动人工肌肉是一种具有功率自重比/功率体积比大、响应快的新型气动元件,近年来已引起了人们广泛关注。然而,由于难于实现气动人工肌肉系统的精确控制,从而阻碍了其更加广泛的应用。在气动人工肌肉动态数学模型的基础上,提出采用基于CMAC的气动人工肌肉两层滑模变结构控制方法。CMAC神经网络用于学习气动人工肌肉系统的不确定信息,并作为前馈补偿使跟踪误差快速收敛,通过变结构控制消除网络的学习误差和不可重复随机干扰的影响,确保系统鲁棒性。试验结果表明了该方法的有效性和系统的鲁棒性。     

神经网络模型参考自适应控制及其在带材板形控制系统中的应用

通过对某轧机液压弯辊系统特性的分析,提出了神经网络模型参考自适应控制策略,兼顾了系统的动态特性和静态特性,成功地解决了未知、不确定、非线性系统的辨识与控制问题;并将其用于液压弯辊系统仿真,结果表明该系统的性能良好,将会明显提高产品质量。     

半主动直接输出反馈变结构控制电流变阻尼器减振研究

针对多层结构电流变阻尼器减振系统运动状态难以完全实时测量、扰动存在不确定性、系统参数容易出现摄动以及阻尼器连续可调的特点,提出了半主动直接输出反馈变结构控制策略,根据滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择滑模梯度参数,实现控制与扰动完全解耦;饱和非线性环节使阻尼器阻尼力不超调;阻尼力对主结构做负功控制规则保证主结构最佳减振。仿真分析表明,电流变阻尼器减振控制系统效果明显,不仅对扰动具有自适应性,而且对系统参数摄动也具有很强的鲁棒性。     

FUZZY GLOBAL SLIDING MODE CONTROL BASED ON GENETIC ALGORITHM AND ITS APPLICATION FOR FLIGHT SIMULATOR SERVO SYSTEM

To alleviate the chattering problem, a new type of fuzzy global sliding mode controller (FGSMC) is presented. In this controller, the switching gain is estimated by fuzzy logic system based on the reachable conditions of sliding mode controller(SMC), and genetic algorithm (GA) is used to optimize scaling factor of the switching gain, thus the switch chattering of SMC can be alleviated. Moreover, global sliding mode is realized by designing an exponential dynamic sliding surface. Simulation and real-time application for flight simulator servo system with Lugre friction are given to indicate that the proposed controller can guarantee high robust performance all the time and can alleviate chattering phenomenon effectively.     

整车非线性系统的输入输出解耦及解耦比例微分控制

根据非线性解耦控制理论设计出解耦控制器,以消除装有主动悬架(ASS)和电动助力转向(EPS)的集成控制器中控制通道的耦合和路面不平度的干扰.为进一步减少响应时间和跟踪误差并降低超调量,在解耦控制器的基础上,设计出动态响应较为理想的解耦比例微分(PD)控制器.仿真结果表明,基于解耦控制的ASS EPS集成系统,与未集成的ASS或EPS系统相比,前者能更好地改善汽车动力学特性.此外,解耦PD控制与单独的解耦控制相比,在改善整车的行驶平顺性和操纵稳定性等方面效果也更为明显.为验证理论分析和仿真计算的正确性,进行实车道路试验,试验采用自行设计的ASS EPS集成控制系统,试验结果与仿真计算结果基本吻合,进一步验证了所提方法是正确有效的.     

基于压力流量复合控制的盾构推进液压系统

推进系统是盾构的关键系统之一。设计了一种基于压力流量复合控制的盾构推进液压系统,对推进液压缸进行了分区控制,阐述了推进液压系统的工作原理及其控制方式。利用AMESim仿真软件对推进液压系统的压力和流量特性进行了仿真分析,并在工程应用中进行了推进试验,仿真和工程实际应用表明所设计的推进液压系统可实时控制推进压力和推进速度,可以满足盾构的掘进要求。     

间隙非线性齿轮系统周期解结构及其稳定性研究

基于含有间隙的单自由度齿轮系统非线性动力学模型,运用伪不动点追踪法探讨了系统状态空间中同时存在的多重周期解,研究了阻尼参数和激励频率变化时系统周期解结构的变化,并进一步由预测—校正算法研究了各周期解的稳定性及分岔情况。研究结果表明,伪不动点追踪法可以有效地用于求解非线性动力系统的多重周期解结构,并可为周期运动的稳定性和分岔规律的研究提供良好的迭代初值,而系统的稳定性分岔规律则有助于更加细致地研究通向混沌的途径。