飞行模拟器操纵负荷系统的数学建模及仿真研究

对飞行模拟器操纵负荷系统进行数学建模,为适应不同模拟对象和不同工作模式杆力特性变化要求,提出了三段式跟踪力模型.分析了驾驶员操纵产生的位移扰动对电液伺服施力机构的影响,找出了提高跟踪性能的关键因素--多余力和稳态误差.通过采用结构不变性原理及PID控制来实现力的逐点跟踪.仿真结果表明,利用三段式跟踪力模型,并且采用前馈校正策略加PID控制,可实现动态模拟,并且有效地减小多余力,控制稳态误差,达到力跟踪精度性能的要求,为构建操纵负荷系统原理样机提供了数据参数和控制策略的依据.     

飞机主动侧杆摩擦补偿研究

针对飞机主动侧杆系统中存在非线性摩擦因素,导致在飞机主动侧杆伺服系统中位置跟踪不精确,侧杆跟随性能下降的现象,在三环控制的基础上研究了Stribeck摩擦补偿方法。对Stribeck摩擦模型开展研究,并通过实验辨识其参数,将摩擦模型引入到飞机主动侧杆伺服系统中设计摩擦补偿方法,通过前馈补偿的方式在三环控制的基础上实现摩擦补偿。通过仿真和实验,对侧杆伺服系统摩擦补偿的可行性进行了验证。实验结果表明,所研究的摩擦补偿方法,提高了系统的稳态跟踪精度,具有较好的动态响应性能。     

基于ILC算法的飞机主动侧杆位置控制研究

针对飞机主动侧杆系统中现有比例控制算法的低精度问题,提出了一种结合比例控制与迭代学习控制的算法,该方法可以不断学习调节转子实际位置与期望位置的差值,对电机转动速度和交轴给定电流进行在线补偿,使侧杆位置不断向期望位置逼近。通过仿真实验对基于ILC算法的侧杆位置伺服系统进行了验证,结果表明,所提出的算法相对于传统的PID控制算法,可以有效地提升系统稳态跟踪精度,并具有较好的动态响应性能。     

飞行模拟器操纵负荷系统的数学建模及仿真研究

对飞行模拟器操纵负荷系统进行数学建模,为适应不同模拟对象和不同工作模式杆力特性变化要求,提出了三段式跟踪力模型。分析了驾驶员操纵产生的位移扰动对电液伺服施力机构的影响,找出了提高跟踪性能的关键因素——多余力和稳态误差。通过采用结构不变性原理及PID控制来实现力的逐点跟踪。仿真结果表明,利用三段式跟踪力模型,并且采用前馈校正策略加PID控制,可实现动态模拟,并且有效地减小多余力,控制稳态误差,达到力跟踪精度性能的要求,为构建操纵负荷系统原理样机提供了数据参数和控制策略的依据。     

滑模控制在电液伺服力控系统中的应用与研究

针对电液伺服力控系统存在的非线性,导致系统在运动时引起多余力的问题,提出了采用滑模变结构的控制方案。通过对PID和滑模变结构控制在无扰动和有扰动情况下的仿真曲线对比,可以明显看出滑模控制明显优于PID控制。     

精密减振-定位复合系统建模与分析

对精密减振定位系统中的主动减振控制和定位控制进行动力学建模与分析。对减振系统中的主动控制即绝对速度反馈和前馈进行动力学分析,同时分析其对定位控制的影响;对精密定位控制即PID反馈控制和前馈控制环节进行二次开发建模,分析不同控制对位置精度和隔振性能的影响,同时为建立含有主动减振单元的机械系统动力学模型提供一种准确可行的方法。     

基于模糊PID的送杆机构同步控制建模与仿真研究

针对某课题组所设计的岩心取样钻机用送杆机构的同步控制问题,对因两边运送油缸的进油流量、油缸泄露、负载力耦合等因素导致运送支架的卡槽中心线与储杆箱中杆件的中心线存在偏角,杆件不能精确落到卡槽内,送杆机构不能正常工作的原因进行了研究。通过同等方式建立了送杆机构的送杆过程的数学模型和两缸闭环同步控制系统模型,并设计了模糊PID控制器;利用MATLAB的Simulink模块进行了仿真分析,并将其结果与传统PID控制效果进行了对比。研究结果表明:模糊PID控制系统工作稳定、响应速度快、同步精度高,油缸能够较好跟踪控制速度和位移信号,低速时最大同步误差只有0.09 mm,高速时最大同步误差只有0.13 mm;送杆机构能够精确送杆。     

基于复合校正的主动杆执行机构控制策略研究

主动驾驶杆装置是现代先进战斗机的一个关键装置,对其主要部件执行机构进行科学有效的控制尤为重要。针对如何解决主动杆执行机构存在多余力以及抗干扰能力差的问题,首先设计了基于"电流、转速双内闭环+力外环"的力加载三闭环控制系统,并建立了其数学模型;然后分析了多余力存在的原因,设计了按扰动补偿的复合校正系统;最后利用Simulink平台进行了三闭环控制系统与复合校正系统的仿真分析与对比。结果表明设计的复合校正系统有效抑制了多余力,明显提高了系统的抗干扰能力。为主动杆执行机构提供了抗干扰能力较强的控制策略,为进一步的研究提供了参考。     

基于结构不变性的液压加载系统多余力抑制研究

由于作动器对加载系统的位置干扰及负载效应，会使加载系统产生多余力，影响加载控制精度，采用常规PID控制难以实现较高的动态性能。本文分析了对于液压加载系统多余力产生机理，对于液压加载系统进行了数学建模，采用PID结合前馈控制进行多余力抑制，分析表明此种方法能有效的抑制多余力，提高加载精度。     

基于改进RBF-PID的舵机力加载控制系统研究CSCD

由于虚拟轴直线电机与直线电机力加载器具有等价效果,将虚拟轴随动控制策略引入舵机力加载PID控制系统中。由于舵机力加载运动中产生的多余力是传统PID无法消除的,因此提出改进型RBF神经网络的PID控制算法。经sumilink仿真实验,在加载力范围0~2000N、加载频率1~15HZ条件下,改进RBF-PID控制算法能够在350ms内高精度逼近目标,消除过剩多余力,跟随性能和抗干扰能力好。最终经过实物验证,此方法可高精度的完成各种类型及任意规格直线舵机的模拟力加载实验。     

适用于机床柔性进给驱动的最优反馈控制技术研究

针对机床柔性进给传动系统的传动控制问题,对滚珠丝杆传动的高速跟踪进行了研究,提出了一种具有较高的动态精度的最优反馈控制方法。利用进给工作台负载侧的反馈测量实现了主动减振和精确跟踪;同时,采用2个权重对传动控制进行了最优调节,实现了干扰抑制和主动减振的功能;在反馈中通过引入模态阻尼对工作台颤振进行了抑制,并结合结构的反谐振抑制了高频干扰。研究结果表明:该方法能够以较低的成本实现精确的高速进给传动控制,在高加速度时的最大误差为±40μm,并获得了大于300 Hz的跟踪带宽,在低频和高频下最优控制效果更好,干扰抑制能力强,在大约157 Hz时可以实现大于5倍的干扰衰减性能。     

用于自适应可展结构的智能主动杆实验研究

为将智能主动杆用于可展结构的自适应控制,研制了一种具有传感和作动双重功能的智能主动杆.实验研究了主动杆输出位移、输出力特性以及动力学性能,对位移增益和输出力增益随驱动电压的变化进行了测试.实验结果表明这类智能主动杆可用于消除铰连接间隙、精确定位和振动抑制.     

被动加载的内部反馈控制方法

提出电液加载的内部变量反馈控制方法。通过对可测量的内部变量反馈，补偿了活塞运动时流量的变化，使加载系统的跟踪没有滞后。反馈以后，改变了系统传递函数和动态性能，并将舵机运动干扰输出等效为一个较小的量。原理分析证明，采用类似于PID形式的内部反馈，可消除舵机运动的速度和加速度干扰。仿真结果表明，内部反馈在主从电液跟踪加载控制中能减小多余力的影响，系统特性的改善优于传统的前馈方法。     

平面二自由度五杆机构BP神经网络整定PID控制

针对平面二自由度五杆机构的轨迹跟踪问题,设计了一种基于BP神经网络整定的PID控制方法。该控制方案利用BP神经网络学习辨识机构系统的未知非线性动态,可以在线调整PID控制参数,以实现高精度控制。仿真结果显示该控制策略可以精确实现对于五杆机构的轨迹跟踪控制,该方法具有较好的自适应性和鲁棒性。     

曲柄滑块机构的运动误差补偿

在实际的机械系统中,由于构件的加工、装配误差和磨损,机构系统中一定会存在误差。误差的存在会影响机械系统的稳定可靠性和运动精度,使得实际机构和理想机构之间存在运动误差。现代机械工业正向着高精度、高速度、高效率的方向发展,如何减小机械系统中的误差是一个关键问题。本文应用曲柄滑块机构为例,提出一种增加一个自由度的方法,把曲柄滑块机构改装成五杆机构,通过控制新增的自由度来减小系统误差的方法。运用开环运动补偿控制和PID闭环控制方法对五杆机构进行控制,从而提高系统的可靠性和运动精度。实验结果表明:所提出的方法能够有效的减小机构系统中的误差,提高了曲柄滑块机构的运动精度。     

基于Turbo PMAC的平面受控五杆机构PID控制分析

对平面受控五杆机构建立PID控制系统.通过分析PMAC控制算法流程,对控制系统进行了参数整定.整定曲线表明,PMAC PID控制平面受控五杆机构具有很好的稳定性和响应性,能够满足高速度、高精度的工况要求.     

硅片切割张力控制策略研究

对硅棒的切片加工技术进行了简介,分析了切割线在走线过程中张力波动产生的原因。提出基于伺服电机转矩控制和张力摆杆相结合的张力控制方案来替代现有的张力重锤控制方案,并建立了该控制方案运动学模型和动力学模型,为张力反馈控制提供了理论依据。通过建立速度控制模式下伺服电机的数学模型,提出模型参考自适应速度同步控制方案与张力摆杆的反馈相结合的张力控制策略。在MATLAB/Simulink仿真环境下分别建立基于PID控制策略和自适应控制策略的张力控制系统仿真模型,仿真结果表明该控制方案明显优于PID控制方案,能够有效控制线速度同步误差和张力波动。     

电液负载模拟器复合控制方法研究

提出了一种新的电液负载模拟器复合控制方案,采用改进型多余力补偿方法和PID自适应控制器并行的方式来实现对指令控制力的精确跟踪。改进型的前馈补偿方法除了有效地消除了多余力,还提高了系统的动态性能。利用CMAC神经网络的非线性逼近原理设计的鲁棒PID自适应控制器,在一定程度上改善了传统PID控制在快速性和稳定性之间存在的矛盾,降低了系统的非线性和不确定性造成的影响。仿真和试验结果证明了该控制方案的有效性。     

风洞悬臂杆结构主动减振系统的研究

风洞测试时悬臂杆振动会影响测试数据的准确性,为了抑制悬臂杆振动,设计了基于压电驱动器的主动减振系统,提出了将人工神经网络与传统比例积分微分(proportion integration differentiation, 简称PID)相结合的智能控制算法,实现了控制参数在线实时调整。对该控制系统的减振性能分别进行了地面试验和风洞试验,并与采用传统PID控制的试验结果进行对比。结果表明,神经网络PID控制下的振动收敛时间比传统PID缩短了50%,而且在不同风速和攻角下,悬臂杆系统的1阶模态振动均得到了有效衰减（衰减幅度>19 dB）,表现出良好的鲁棒性。     

空气悬架的MATLAB和ADAMS的联合仿真研究

悬架作为现代车辆的关键部件之一,对车辆的平顺性有重要影响。基于ADAMS和MAT-LAB软件分别建立了装备主动空气悬架的1/4车体虚拟样机模型及1/4车体主动PID控制模型,并对PID参数进行了整定。通过联合两个模型对某装备可控悬架的车辆进行了仿真分析,结果表明:基于PID控制的主动空气悬架与被动悬架相比,能够减小车辆振动,改善车辆的平顺性。该方法避免了建立车辆系统动力学方程及状态方程,提高了悬架系统的设计效率,同时为复杂机械系统的控制与仿真提供了新方法。