基于模糊PID控制的电液比例阀控缸系统泄漏补偿研究

为解决电液比例阀控缸系统存在的系统死区非线性因素、液压缸泄漏的问题，搭建了基于AMESim和Simulink联合仿真的电液比例阀控缸系统模型，对是否考虑泄漏的阀控缸系统影响其动态特性的主要因素进行联合仿真分析；针对阀控缸系统存在的问题设计了模糊PID控制器，得到液压缸活塞位移与泄漏量之间的关系以及对系统性能的影响规律，与传统PID控制器进行仿真实验对比。结果表明：模糊PID控制器在解决系统非线性影响因素、液压缸泄漏等问题中具有良好的效果，控制响应速度更理想，且系统无超调、无振荡、鲁棒性强。     

流量反馈型电液比例阀的模糊PID控制特性

流量反馈型电液比例阀是一种较为复杂的高阶非线性系统,传统PID对其控制效果不佳。为提高该阀的控制性能,提出一套基于模糊控制理论的参数自整定PID算法。分析电液比例阀工作原理,设计一种两输入三输出的模糊自整定PID控制器;采用Simulink和SimulationX软件,分别建立模糊PID模型和电液比例阀模型,对电液比例阀的控制特性进行仿真分析。结果表明：采用所设计的模糊PID控制器,可有效改善新型电液比例流量方向阀稳定性和动态性能。     

BD—SPE—1000／40电子控制器

电液比例阀电子控制器的通用化、标准化和系列化,《机床与液压》杂志曾发表过初步归纳的文章,拟出几种通用的形式。但是刘某一形式的电液比例阀专用的电子控制器作较详细阐述的文章仍未见发表。本文试就BD—SPE—1000/40电子控制器作一介绍,供使用该电子控制器的用户参考。     

轮式工程车辆电液转向系统的建模与仿真研究

针对轮式工程车辆的液压转向系统,提出了由中央控制器、脉宽调制放大器、比例阀控缸、转向动力机构构成的电液转向系统的数学模型,并用MATLAB工具箱进行仿真,最后通过车辆运行实验验证了模型及仿真结果的有效性,为轮式工程车辆高性能转向系统及控制器的设计提供了重要依据。     

基于LabView的电液比例阀控缸系统分析

阐述了电液比例阀控缸计算机测控系统的工作原理和组成,在LabView 软件平台上完成了比例阀死区特性测试、阀控缸位置控制系统的时域响应分析及频域响应分析,得到了系统的近似理论模型.     

电液比例阀控系统模糊-PID控制的研究

本文针对电液比例阀控非对称缸系统位置控制实时性能差，系统具有较为严重时变性等特点提出了模糊-PID控制策略。在对PID控制的响应特性进行详细分析的基础上，应用模糊控制技术，提出并设计了模糊-PID控制器，较好的满足了控制要求。仿真研究结果表明，本文提出的控制算法具有结构简单、实时性好、响应快等优点。     

浮式钻井平台升沉模拟系统设计

设计电液比例阀控制非对称油缸模拟钻井平台升沉运动的实验系统,建立阀控缸的动态方程并用Matlab进行仿真。设计测控系统并采用PID和死区P控制相结合的方法控制比例阀,有效减小了死区对控制精度的影响。实验结果表明,该模拟系统可实现较高精度的位移跟踪。     

基于电液控制的皮带轮旋压机床主轴位置精度的仿真与优化

为达到由电液比例阀控缸位置伺服系统带动的上主轴沿轴向对毛坯的压制与伺服电机滚珠丝杆驱动的旋轮沿径向对毛坯的成形同步进行的目的,利用AMESim软件对皮带轮旋压机床的电液比例阀控缸位置伺服系统进行了建模和仿真,就其中的系统信号响应能力进行了分析,提出了相应的改进方案,并对该方案中的各个参数进行了组合优化.结果表明,对由变量泵、光栅尺、液压缸、电液比例方向阀组成的电液比例阀控缸位置伺服系统而言,通过引入速度环节,并进行参数优化,可使得由液压缸驱动的上主轴位置精度达到±0.1mm以上,能很好地满足多楔带轮旋压成形时楔部增厚的需要;使用AMESim软件中的参数优化功能,可以减少系统参数调试的时间,所得到的最优参数能极大地提高上主轴的位置精度.     

一种用于疲劳及动静载实验的电液伺服控制器研究

电液伺服控制器是风机轴系疲劳实验和动静载实验测试台的重要组成部分。设计了一种基于C8051F060的电液伺服控制器。给出了该控制器的系统结构设计方案,并详细介绍了控制器的硬件设计和软件设计。对常规PID算法和前馈PID控制算法进行了对比分析与研究,并在MATLAB环境下分别对其进行仿真,验证了前馈PID控制的良好动态跟踪性能。最后在实验测试台上测试性能,实验结果表明:该控制器与传统的控制器相比,具有结构简单,控制精度高、控制平稳,动态跟踪性能好等优点,能够满足设计要求。     

材料试验机电液数字伺服同步举升系统研究

材料试验机电液数字伺服同步举升系统由单出杆液压缸、2D数字伺服阀、位移传感器及数字控制器等组成,数字控制器不仅实现2D数字伺服阀的实时控制,同时也接收位移传感器反馈信号,实现阀控缸的电液数字伺服控制。建立2D阀控单出杆缸系统的数学模型,对2D阀控单出杆缸的稳定性分析和响应特性进行仿真分析。设计并制作了一体化2D数字阀和单出杆缸位置闭环控制控制器,实现了电液数字伺服控制及双缸同步控制。实验结果表明,由于反馈信号的接口电路采用了标准化设计,因此该控制器可以适用于其他物理量控制,如压力控制等。     

多级伺服阀驱动的液压执行器非线性前馈控制

为了满足自由活塞发电机(FPLG)中液压执行器对高频率和大行程的要求,设计了一种多级伺服阀驱动的液压执行器非线性前馈控制器。主要包括一个双动液压工作的活塞和一个三阶段成比例的伺服阀驱动。提出的前馈控制器结合传统的反馈控制方法,并基于反演模型生成前馈控制算法,在考虑了系统的预测负载力的条件下,前馈控制器接受液压执行器上承受的预测动态负载作为输入,用于跟踪预期轨迹的最佳输入信号。通过模拟测试验证了该控制器的有效性和实用性,满足了自由活塞式发电机发展的需要。     

阀控非对称缸位置伺服系统鲁棒控制策略研究

针对阀控非对称缸位置伺服系统的非线性和不确定因素,采用实验的方法建立了等效的线性不确定模型,并在理论线性化模型的基础上确定了抗负载干扰指标,设计了定量反馈(QFT)鲁棒控制器.在发现相位误差较大的情况下,采用零相差跟踪控制器代替前置滤波器.实验结果证明使用零相差跟踪控制器能够获得更高的曲线跟踪精度.     

基于预测控制器的电液伺服系统节能方法研究

设计基于预测控制器的电液伺服系统节能方法,以控制电液伺服系统准确追踪期望位置的同时,达到节能的效果。从电液伺服系统的原理出发,分析电液伺服系统的工作原理及结构组成。利用比例方向控制阀阀芯位移,计算出液压缸腔室与油箱压力及供给压力间的压差值。利用活塞位移求取腔室内的压力连续性方程。在考虑比例方向控制阀阻尼系数的基础上,建立其对应的运动方程。利用比例溢流阀的开度,求取其动态方程。通过腔室压力值、比例溢流阀的开度,建立电液伺服系统的状态模型。以期望位置为依据,计算出腔室内压力的期望值,进而求取所需供给压力。利用所需供给压力,构造预测控制器,对电机的转速进行预测控制,以达到动态调节供给压力的效果,实现节能控制。实验结果表明：与采用滑模控制的恒压方法相比,该方法对正弦及随机期望位置的追踪精度分别提高了44.93%和39.98%,对应的能耗分别降低了13.45%和10.54%。 该方法对电液伺服系统的位置控制效果及节能控制效果都较好     

一种用于液压伺服系统位置跟踪的混合模型预测控制器设计

为了提高液压伺服系统对目标位置的跟踪准确度,设计一种用于液压伺服系统位置跟踪的混合模型预测控制器。首先,通过对液压伺服系统建模,分析其组成结构,建立液压缸与伺服阀的运动学模型。然后,对传统模型预测控制器的工作状态进行分析,获取其对应的线性时不变模型。并在传统模型预测控制器的基础上,利用通过布谷鸟搜索算法改进的PID控制器,设计了混合模型预测控制器。最后,利用所设计的混合模型预测控制器,对阶跃、方波以及不规则信号产生的目标位置轨迹进行了跟踪测试。测试结果显示:所设计的混合模型预测控制器不仅能够跟踪多种信号产生的目标位置轨迹,而且跟踪准确度较高、波动性较小;混合模型预测控制器在跟踪阶跃、方波以及不规则信号产生的目标位置轨迹时,相比传统模型预测控制器的跟踪结果,最大偏离度分别减小了6.77%、17.39%、19.64%,说明所设计的混合模型预测控制器能够控制液压伺服系统对目标位置进行良好的跟踪。     

无凸轮内燃机伺服压电液压执行机构及其控制研究

为解决大部分可变气门控制器无法实现气门的完全可变性,提出一种包含压电和液压部件的伺服压电液压执行机构。采用自适应前馈控制器实现伺服压电液压执行机构的有效控制。构造伺服压电液压执行机构模型,建立伺服压电液压执行机构中压电结构、伺服活塞结构和液压结构的数学模型。设计一种包含2个前馈控制器和1个反馈控制器的自适应前馈控制器。采用MATLAB软件对伺服压电液压执行机构进行仿真,并与传统PI控制器的控制结果进行对比。结果表明:采用自适应前馈控制器的伺服压电液压执行机构的跟踪性能明显提高,跟踪误差减少约50%,控制电压范围也大大减小。该执行机构能很好地实现无凸轮内燃机气门的有效控制。     

一种抑制共振模态影响的伺服系统控制器设计新方法

伺服控制系统的控制性能会受到机械共振的影响,导致实际应用时控制器参数需要进行额外的调整。为了提高PID参数设计的准确性,减小共振模态对控制系统的影响,在设计伺服系统位置环控制器前,建立共振模态的数学模型,并将共振模态看成伺服系统位置环被控对象的一部分。然后,根据已包含了共振模态的被控对象的数学模型来设计伺服系统的二自由度控制器,其中前馈控制器通过不变性原理设计,反馈控制器通过提出的五阶极点配置的方法进行设计。结果表明：提出的伺服系统设计新方法能够有效提高控制系统的性能,减小机械共振的影响。因此,对于已知共振模态的伺服控制系统,该设计方法得到的控制器参数更加适用,能有效减小实际调试的难度。     

风洞模型支撑装置驱动油缸位置和速度的精确控制研究

搭建了模拟风洞迎角机构的杆支撑机构电液伺服系统。采用速度前馈和位置反馈复合控制策略,推导了速度前馈计算模型,通过合理设计速度位移曲线,实现了速度前馈控制和位置反馈控制的无扰切换。利用AMESim/Motion联合仿真技术,创建了杆支撑机构电液伺服系统的机、电、液仿真模型。理论推导、仿真研究与试验结果相互印证,证实了速度前馈和位置反馈复合控制策略的有效性,可以实现油缸位置和速度的同时精确控制。     

基于轴控阀的阀控非对称缸位置控制系统研究

针对阀控非对称缸位置控制系统,通过理论公式搭建非对称液压缸的数学模型,采用前馈PID控制方法实现其位置控制并进行仿真和实验验证。利用传递函数推导出基于轴控阀的阀控非对称缸位置控制系统数学模型;根据所推导的数学模型采用前馈PID控制算法,利用AMESim搭建了非对称液压缸位置控制系统仿真模型;通过对阀控非对称液压缸位置控制系统进行实验,验证了搭建的轴控阀阀芯位置控制系统与非对称液压缸位置控制系统的正确性和有效性,实现了轴控阀阀芯精确位置控制与对外负载的控制。     

基于灰色预测理论的双液压缸同步控制研究

为解决双液压缸协调同步控制问题,根据灰色预测理论,设计了灰色预测前馈控制器。研究典型的双液压缸同步系统,并在此基础上建立了单液压回路前馈控制器和双缸同步系统灰色预测控制器。实验结果表明：在灰色预测控制下的液压缸工作曲线平滑,液压缸工作稳定。在所设计的极端实验中,两液压缸运动误差能够控制在15 mm以内,验证了基于灰色预测理论的双液压缸同步控制设计的可行性。     

基于简化模型的阀控液压缸活塞运动速度控制方法的研究

对阀控液压缸活塞运动速度的有效控制,有利于提高液压伺服系统的工作精度.设计一种与非线性摩擦力相关的简化模型,用以对液压缸活塞运动速度进行控制.分析比例方向阀控制的液压缸的结构,建立比例方向阀的闭环传输函数.通过液压缸两个腔室的压差,计算比例方向阀中液压介质的体积流量方程,并在此基础上求取液压缸压力值的连续方程,进而得到...