直驱力矩电机变负载控制方法研究

直驱力矩电机在运动过程中受到齿槽转矩、力矩脉动等固有特性的影响会产生位置误差,在受到变负载影响时,精度会进一步下降。为减小位置误差,采用分数阶滑模控制方法,建立分数阶滑模-直驱力矩电机和PID-直驱力矩电机模型;采集凸轮加工中的力矩,作为变负载数据输入模型进行仿真。结果表明：相比于PID控制方法,分数阶滑模控制方法位置精度提高约25%,快速性提高约35.48%;分数阶滑模控制方法可以提高直驱力矩电机的控制精度。     

数控折弯机电液比例控制技术的研究

钣金折弯过程中因折弯机双缸电液比例模型参数的差异与时变以及折弯负载力干扰等导致系统指令跟随误差和双缸同步误差增大,为减小这种误差给生产效率和机床工况带来的不良影响,提出了一种基于迭代前馈和单神经元PID的复合控制算法,利用单神经元PID的自适应能力提高系统对折弯负载力干扰的鲁棒性,通过迭代学习前馈控制提高系统的快速跟随性,并引入交叉耦合控制改善双缸同步性。折弯实验结果表明：该复合控制算法较工程中常用的PID算法,不仅使得最大跟踪误差和最大同步误差分别从2.1 mm和0.14 mm减小到0.5 mm和0.055 mm,改善了机床加工工况,而且折弯工进的定位周期缩短了约18%,提高了生产效率     

轧机多缸调平系统耦合同步控制方法

为提高轧机多缸调平系统的运行平稳性,保证生产带板精度,提出了一种多缸调平系统的液压同步控制技术。建立多缸同步控制系统数学模型,确定系统载荷与各油缸伸缩位移之间的线性方程,以及同步控制系统负载特性的非线性方程。使用环形耦合多缸同步控制策略,综合考虑单个油缸相对于设定油缸位移的跟踪误差和相邻油缸之间的同步误差。利用变论域方法,建立基于变论域模糊PID的多缸同步控制的误差补偿控制算法。实验研究表明,该研究方法的最大俯仰倾角的均值,相比其他方法分别降低了14. 33%、3. 51%和11. 29%,最大翻滚倾角的均值相比其他方法分别降低了15. 01%、2. 61%和9. 04%,最大同步误差的均值相比其他方法分别降低了17. 09%、5. 09%和9. 79%。验证了环形耦合控制策略和变论域模糊PID控制算法实现高精度的多缸同步控制技术的可行性。     

挤压机速度控制系统建模及控制策略研究

以200MN挤压机为研究对象,针对挤压过程中活动横梁的速度控制问题,采用了一种适用于变负载的控制策略,并根据现有的节流调速系统,建立了完整的速度控制系统模型,得出不同节流阀开启度和不同负载的速度响应曲线。分析传统PID控制的不足,设计叠加模糊PID控制器,利用Simulink对系统进行仿真得出了速度动态曲线,并对比不同策略下的速度控制情况。仿真结果表明:采用模糊PID控制能够有效地控制挤压速度的超调量和稳定性。     

基于改进果蝇神经网络的数控工作台PID控制

传统数控机床工作台速度控制多采用PID控制,传统PID控制存在响应慢、超调大、动态性差、抗干扰能力差等问题。提出了一种变步长果蝇神经网络PID控制方法,将变步长果蝇算法与神经网络联合使用。在线寻找控制器最优控制参数,实现电机速度的智能化控制。通过Simulink仿真,对数控工作台速度控制内环转速跟踪性能进行分析。实验结果证明,改进果蝇神经网络的PID控制比传统PID控制方案响应更快,抗干扰性能和鲁棒性能更好。     

中频加热弯管机加工工艺仿真及控制算法研究

分析了大口径中频加热弯管机的弯管成形工艺及特点,并对弯管机的温度和速度控制等进行了仿真分析,提出利用改进的变积分PID算法进行大口径中频加热弯管机控制系统设计。仿真结果表明,该算法可提高推管速度对加热温度变化的响应速度;与传统的变积分PID算法相比,能提高工艺的精确控制能力,使得系统具有良好的控制性能。     

飞机起落架自适应模糊神经PID控制方法的研究

针对传统PID控制与模糊PID控制的飞机起落架控制系统存在达不到理想控制精度以及控制速度的问题,提出一种基于模糊控制和神经网络的模糊神经PID控制算法。通过对起落架运动特点以及动力学相关的理论分析建立飞机起落架的运动模型,将此智能PID控制方法应用到飞机起落架的姿态控制系统中。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,并基于树莓派装置进行了起落架单腿实验。仿真和实验结果表明：模糊神经网络PID控制系统的响应速度和抗干扰能力相较于传统PID和模糊PID都有了较大的提升,系统稳定性更强。在飞机起落架控制系统中,应用模糊神经PID控制可进一步提升系统的响应速度,降低系统运动的惯性冲击,提高整体机构的稳定性。     

基于ASGSO的数控机床进给伺服系统分数阶控制

为满足数控机床对加工精度的要求,针对交流永磁同步电机驱动的进给伺服系统在不同工况下存在的扰动、摩擦、变负载、惯性力矩等非线性问题,设计一种自适应步长的萤火虫算法(ASGSO)优化的分数阶PID控制器(ASGSO-FOPID)。FOPID控制器相比传统控制器动态性能突出,能够对非线性环节进行更好的控制。利用ASGSO算法全局搜索能力,获得最优数控机床进给伺服系统分数阶PID控制器参数。建立数控机床进给伺服系统模型,分别采用PSO-FOPID、状态转移STA-FOPID、ASGSO-FOPID控制进给伺服系统进行对比。仿真和实验结果表明：提出的ASGSO-FOPID控制器具有跟踪速度快、抗干扰能力强、精度高等优点,该方法能够有效地提高数控机床的定位精度和加工精度。     

改进GWO的小波神经网络温控系统设计

针对目前铸件砂芯表干炉温度控制性能差、燃烧效率低,设计一种新型热风循环温控系统。该系统以变限幅双交叉燃烧策略为基础,采用改进灰狼优化(GWO)算法的小波神经网络对PID控制参数进行自适应调整。系统仿真表明：与传统PID控制相比,超调量接近于0,系统调节时间减少了50%,温度切换控制速度提高了47%。最后通过砂芯烘干试验验证,与传统比值串级PID控制相比,变限幅双交叉燃烧策略和改进GWO小波神经网络PID对炉温的控制效果有很大的提升。     

油压机智能转速感应控制系统研究

针对传统油压机普遍存在运行功率大于生产需求功率的现象,在工频状态下空载运行和无功运行对能源造成严重浪费,提出一种基于负荷极限控制的油压机电机智能转速感应控制方法,将基于PLC的PID控制策略运用到油压机电机变频调速中,克服了油压机作业循环的负载多变工况存在着的大惯性、高非线性、大滞后等不利因素。通过现场测试,节能效果达到25%,同时电机变频调速转速变化更加平滑迅速,提高了系统稳定性,满足了油压机变负载工况电机转速的实时调节要求。     

基于智能融合优化算法的锚杆钻机液压系统控制策略研究

根据传统Z-N法整定PID控制器参数的不足,提出基于智能融合优化算法的PID参数整定策略。仿真结果表明:用该算法整定PID参数有效、快速、准确,具有最优性。将该算法应用于锚杆钻机液压系统控制策略研究,仿真和实验表明:当变行程机构缓冲腔峰值油压变化时,智能优化算法跟据所需功率最大原则,寻找合适系统和工作油压,引起缓冲外套位移及冲击活塞行程变化,以此改变冲击能和冲击频率,实现了锚杆钻机根据工作对象的变化,自动调整工作参数,确保设备合理参数匹配下的最大功率工作。对于其他的控制对象和控制过程有一定的参考价值。     

直线永磁同步电机变论域模糊PID控制技术研究

针对永磁同步直线电机中存在非线性、时变性、强耦合性和外部负载不确定性等特点,结合PID控制与模糊控制的优点,将变论域思想引入控制器的设计中,提出一种可变论域自适应模糊PID速度控制策略.该策略解决了在既定规则下无法保证高精度控制的问题,提高了系统的控制性能.仿真结果表明:所提出的控制策略与常规PID控制和模糊PID控制相比,具有更高的控制精度、更快的响应速度和更强的鲁棒性能.     

基于MATLAB-AMESim的电液伺服系统模糊PID控制

电液伺服系统在现代工业中有广泛应用,针对实际电液伺服系统中非线性环节建模不准确这一问题,根据MATLAB和AMESim的各自特点,利用AMESim完成复杂实际系统建模,利用MATLAB进行控制器设计,对系统建立联合仿真模型。阐述模糊PID控制器的设计过程,通过仿真结果对比分析模糊PID和传统PID的控制性能。结果显示:在变负载电液伺服控制系统中模糊PID控制器在快速性、控制精度等方面具有更好的控制性能,并且提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力。     

海底行走机构液压系统控制策略分析

海底行走机构对海底矿产开采具有重要意义,针对深海底行走机构所需要解决的控制问题主要是速度同步、抗负载慢变干扰和随即干扰。构建行走机构液压系统,根据系统设计参数,建立各个环节的数学模型,进行仿真分析,并以此为基础搭建系统的软件仿真实验平台。为了实现速度同步控制和抗干扰控制,综合灰色预测控制、数据驱动建模控制、模糊控制、常规PID等控制技术,分别对轮边马达子系统和变量泵-轮边马达系统提出了"灰色预测模糊PID控制"和"多模型参考模糊自适应控制"的算法,并在软件仿真平台上进行仿真实验以验证这些算法的有效性。根据二阶参考特征模型的特点,将多参考模型、模糊控制与小误差范围内的常规PI控制相结合,通过对系统在不同误差范围内多模型的控制补偿,能够使系统在参考模型的引导之下较好地达到预期的控制目标。     

对流量补偿电液负载模拟器的研究

针对多余力影响电液负载模拟器加载精度的问题,增加了流量补偿回路。由于运动的承载系统强迫负载模拟器跟随其运动产生多余力,而多余力是影响电液负载模拟器跟踪精度的主要因素。利用流量补偿速度回路、伺服阀力回路分别控制负载模拟器速度和输出力,从结构上实现力与速度的解耦,消除被测系统主运动对电液负载模拟器加载精度的影响。利用阀口压差对速度回路中的伺服阀流量进行修正,以消除压降对流量的影响从而提高流量补偿回路动态性能。基于PID控制建立系统数学模型并搭建物理仿真模型,通过理论分析和仿真结果分析证明该方案具有可行性。     

电液伺服系统自适应模糊PID的设计与仿真

针对电液伺服系统存在非线性、参数时变等问题,设计了一种具有在线实时调节PID参数的自适应模糊PID智能方法,以实现对被控对象的位置追踪和准确定位。首先利用AMESim建立控制系统仿真模型,然后基于Lab VIEW设计自适应模糊PID控制器,对系统进行联合仿真,最后基于PCI-6221为硬件核心,结合DAQ技术对控制系统进行实验分析。仿真和实验结果表明,该方法比传统的PID控制方法具有更好的鲁棒性和自适应性,明显提高了系统的稳态精度和动态响应速度。     

管内智能封堵器调速节能装置模糊PID控制方法研究

管内智能封堵器在管道抢修与维护中被广泛应用,调速装置可以利用智能封堵器前后压差的改变来调整其在管道内部的运行速度。由于智能封堵器能量供给采用电池组供电的方式,受到电池组存储极限的限制,其工作时间会受到一定的影响。因此,设计一种带有蓄能器的调速节能装置来解决这一问题。利用MATLAB/Simulink中Simcsape软件对系统进行建模,采用模糊PID控制方法对该系统进行控制,并与传统PID控制方法进行对比。结果表明:模糊PID控制器可以大幅提升系统的动态性能,超调量几乎为0,响应速度快。     

大惯量变转速泵控马达调速系统模糊控制

对大惯量负载的变转速泵控马达调速系统进行了模糊控制及模糊PID控制的实验研究,并与常规PID控制的实验结果进行了对比,获得了有益的结论,为提高这类系统的控制特性提供了借鉴。     

混合灵敏度控制在电液位置控制系统中的应用

建立电液位置控制系统的数学模型,设计H∞混合灵敏度控制器,利用MATLAB/simulink进行系统的PID控制和H∞混合灵敏度控制的仿真,最后通过变负载实验对PID控制、H∞混合灵敏度控制效果进行比较.仿真和实验结果表明,H∞混合灵敏度控制比常规PID控制具有更好的鲁棒性,可以很好地满足大多数电液位置控制系统的要求,具有很强的实用性.     

压边力和冲压速度可调的液压机闭环控制系统

设计了单动薄板液压机的计算机控制系统。介绍了控制系统硬件上的结构和工作原理;同时介绍了上位人机界面的设计和实现数据采集的过程。针对本液压机在压制过程中速度和压力同时变化的特点,采用了对速度分段进行PID控制,实验结果证明了使用该方法控制的有效性,该系统很好地实现了对压边力和冲压速度的智能调节。