液压伺服系统的变论域自适应模糊控制

针对液压伺服系统的参数不确定性和高度非线性等问题,提出一种变论域自适应模糊控制方法。设计一种自适应律,利用不同时刻反馈回来的误差信息在线调整控制系统参数,实现实时自适应调整,避免了传统模糊控制过度依赖模糊控制规则的问题;基于自适应模糊控制系统,将系统误差及误差变化率作为输入,伸缩因子参数作为输出,提出伸缩因子自调整函数,达到对液压伺服系统高精确高响应的控制。MATLAB/Simulink仿真结果表明：变论域自适应模糊控制方法有效提高了轨迹的跟踪速度和跟踪精度。     

基于变论域电阻点焊模糊神经网络控制方法

为提高电阻点焊的控制精度和焊接质量,根据电阻点焊过程的特点和要求,通过集成变论域、人工神经网络和模糊控制技术,提出了基于变论域电阻点焊模糊人工神经网络控制方案,开发了四层模糊神经网络结构,分析了计算过程,推导了四层模糊神经网络各层的计算方法和计算公式,研究了输入输出变论域伸缩因子的确定方法,定义了输入变量的7个模糊子集和输出变量的13个模糊子集,确定了49条模糊控制规则,研究开发了一种电阻点焊变论域模糊人工神经网络控制器,结合实际产品的设计开发进行了试验研究与分析,证明了变论域电阻点焊模糊神经网络控制方法的优越性.     

基于图形界面的数控机床永磁电动机模糊控制系统的综合与分析

基于MATLAB的模糊逻辑工具箱图形界面(GUI)工具,对数控车床永磁电动机模糊控制系统进行综合与分析.模糊控制器的输入语言变量选择为速度误差以及误差的积分,输出语言变量选择为电流的给定量,这样既能实现模糊控制不依赖被控对象模型,又能发挥比例积分控制规律稳态无误差的优点.采用模糊逻辑工具箱图形界面工具进行系统的综合与分析,可以方便地修改语言变量的论域、隶属度函数和模糊控制规则,设计过程简单清晰.仿真结果表明,采用该方法设计的模糊控制系统鲁棒性强,满足高速磨床永磁电动机系统对给定速度的准确跟踪和对扰动的抑制.     

论域自适应变化的不确定机械臂模糊补偿控制

为了提高不确定机械臂系统在扰动工况下的轨迹跟踪精度,设计了论域自适应变化的模糊补偿控制器。以二自由度机械臂为研究对象,建立了机械臂系统的动力学模型,设计了模糊补偿控制器的整体方案。提出了模糊控制参数论域随跟踪误差自适应变化的思想：当跟踪误差较小时,参数论域随之减小,有利于提高控制精度;当跟踪误差较大时,参数论域随之增大,有利于控制过程收敛;基于Lyapunov稳定性分析,给出了补偿力矩系数的自适应变化律。经仿真验证,论域自适应模糊补偿控制器对期望轨迹跟踪误差的最大值和方均根均远小于传统模糊补偿控制。仿真结果表明在扰动工况下,论域自适应模糊控制器对不确定机械臂的轨迹跟踪控制是有效的,且在控制精度和速度方面具有一定优越性。     

模糊规则细化的神经网络方法

系统分析了模糊控制器Ｉ／Ｏ接口的量化误差,构造了控制器输入变量矩形城,通过 一矩形域网络结点所对应的模糊规则进行「０,１」编码,利用单隐层前馈网络ＢＰ算法的学习功能,民控制器输入「Ｅ,ＥＣ」落在矩形城内任一点时输出变量「Ｕ」的调整计算,细化限模糊规则,减少了从变量连续论域到模糊论域映射时非一一对应所造成的控制误差,提高了控制精度。     

汽车液力缓速器恒速控制策略仿真研究

加装液力缓速器汽车恒速下坡控制是一个时变、非线性控制过程。为使汽车恒速下坡控制满足无静差、响应快的要求,通过分析液力缓速器控制特性与模糊控制特点,提出采用分级变论域模糊控制策略实现汽车恒速下坡控制。采用MATLAB/Simulink建立重型汽车下坡动力学模型和分级变论域模糊控制器,对汽车恒速下坡控制进行仿真分析,并与常规模糊控制算法控制性能进行比较。研究结果表明:分级变论域模糊控制算法能满足汽车恒速下坡控制性能要求,控制效果明显优于常规模糊控制。     

基于MATLAB的双关节机械手控制系统仿真研究

针对机械手传统控制器控制精度低的问题,设计了一种不依赖机械手精确的数学模型的变论域模糊控制器。首先,根据拉格朗日方程,建立机械手的动力学模型;其次,设计变论域自适应模糊控制器,运用layapunov函数证明控制器的稳定性;最后对传统的PID控制和变论域模糊控制对机械手的高精度轨迹跟踪控制进行MATLAB/Simulink仿真分析和对仿真结果进行比较。仿真结果证明:变论域自适应模糊控制器对机械手的轨迹跟踪控制精度比传统的PID控制的控制精度高,稳态误差小,且鲁棒性、抗干扰能力强,响应速度快,验证了变论域自适应模糊控制的有效性。     

单叶片吊具鲸鱼优化算法模糊PID控制研究

针对某单叶片吊具摆臂角度控制缸组同步控制精度较低的问题，提出了一种基于鲸鱼优化变论域模糊PID控制器。建立了单个液压缸的数学模型和双液压缸同步控制的模型，并针对模糊控制器利用鲸鱼优化算法对模糊基本论域伸缩因子表达式中的变量系数k₁与k₂优化处理，输出ΔK_P、ΔK_I、ΔK_D实时调节PID参数。通过对模糊PID控制、PID控制、鲸鱼优化算法模糊PID控制的仿真分析，验证了与PID控制和模糊PID控制相比，鲸鱼优化算法模糊PID的同步控制精度更高，同步误差消减的更快速且误差峰值较低；阶跃响应性能更优秀。     

基于模糊PID的自动配料系统控制研究

针对工业系统自动配料过程中配料精度难以控制的问题，提出了一种模糊结合PID的复合型预测控制算法。算法将模糊控制宽范围快速调节和PID精确调节的特点有机结合起来，当系统的偏差大于某一设定值时采用结合了人的经验的模糊规则控制，当系统偏差小于设定值时采用PID控制。模糊控制器的两个输入分别为系统期望值和偏差，通过不同的期望值预测不同的空中落差。实际应用表明该算法比单纯的PID控制在系统精度和速度上均有所提高。     

采用粒子群算法耦合遗传算法优化双臂机器人模糊逻辑控制研究

为了提高双臂机器人运动轨迹追踪精度,降低运动过程中的抖动幅度,引入混合粒子群算法优化双臂机器人模糊逻辑控制,并对误差和力矩进行仿真。创建双臂机器人平面运动模型简图,建立机械臂运动方程式。分析了模糊逻辑控制规则,引用模糊逻辑控制不同成本函数定义机械臂运动轨迹的平方误差均值、误差的绝对值及控制力参考误差,采用遗传算法耦合粒子群算法优化模糊逻辑控制的成本函数。通过MATLAB对优化模糊逻辑控制的双臂机器人运动轨迹控制力矩进行仿真,并且与模糊逻辑控制仿真结果形成对比。仿真结果显示:受外界环境干扰时,双臂机器人模糊逻辑控制采用遗传算法耦合粒子群算法优化后,不仅运动轨迹追踪误差较小,而且输入力矩值也较小。双臂机器人模糊逻辑控制采用遗传算法耦合粒子群算法优化后,能够提高机器人运动轨迹追踪精度和降低控制系统抖动幅度。     

变规则模糊控制及其在逆变式电阻点焊电源中的应用

研制了一种变规则模糊控制技术,并成功应用于逆变式电阻点焊焊接电流的闭环控制.通过比较常规模糊控制、变规则模糊控制、自适应模糊控制、PID模糊控制、模糊神经网络控制在控制算法复杂性、实现难易程度、运算与响应速度、适应性、控制精度等方面的优势与不足,考虑了电阻点焊焊接电流控制的实际需求.选定变规则模糊控制作为焊接电流调节的控制策略.根据焊接电流误差改变带修正因子模糊控制器中的修正因子,使模糊控制器的控制规则随焊接电流误差变化而变化,结合采取增量A-式输出控制信号,从而使焊接电流控制器的控制性能更符合实际需要.     

一种节能非线性电液伺服系统双层模糊控制方法研究

为了降低电液伺服阀控制系统能量损失,设计了双层模糊控制器,并对电液伺服系统能量进行仿真验证。分析了电液伺服阀模型简图,建立了电液伺服阀动力学模型,推导出比例溢流阀的开启压力与泵压的关系方程式。设计变论域双层模糊控制方法,分别对电液伺服系统负载反馈和输出误差反馈进行在线调节,通过MATLAB软件对控制系统节能效果进行仿真验证,并且与传统PID控制方法进行对比和分析。结果表明:采用传统PID控制方法的电液伺服系统输出误差较大、能量损失较多;采用双层模糊控制方法的电液伺服系统输出误差较小、能量损失较少。采用双层模糊控制方法,能够提高非线性电液伺服系统输出精度,从而有效减小了控制系统的能量损失。     

自整定模糊PID控制在脱硫搅拌速度控制系统中的应用

以铁水预处理脱硫搅拌器速度控制系统为研究对象,介绍铁水脱硫搅拌器液压系统及其控制策略;设计基于自整定模糊PID的脱硫搅拌器速度控制器及模糊控制规则;通过仿真,对比传统PID控制、自整定模糊控制及自整定模糊PID控制的阶跃响应曲线.结果表明,自整定模糊PID控制响应速度快,稳态误差小.     

变间隙MAG焊熔透状态的粗糙-模糊控制方法

正面熔池与熔透状态之间存在一定的对应关系.然而与熔透状态潜在相关的熔池特征众多,如何去除冗余特征,建立一个反映熔池特征与熔透状态对应关系的简洁的知识模型,对实现焊接熔透在线控制具有重要意义.提出一种焊接熔透状态的粗糙-模糊控制方法,并在变间隙MAG焊接实验中进行验证.给出2种基于变精度粗糙集的属性约简算法,以求解表征熔透状态的熔池最小特征集.通过变间隙-电流焊接试验建立熔透状态决策信息系统,引入2个用以描述熔池尾部尖削程度的形状参数,基于粗糙集知识约简和规则提取算法获取熔透状态分类规则.构建熔池尾宽系数的模糊控制模型,利用最小化模糊熵来构造误差论域上的隶属函数.通过2组变间隙焊接实验对该控制模型进行验证,结果表明,闭环控制下焊缝背面熔宽均匀一致,符合焊接规范要求.     

电子束钎焊温度模糊控制系统

将被焊工件温度模糊控制技术应用于电子束扫描钎焊中,所研发的系统集成了电子束焊接过程控制、电子束扫描轨迹控制、工件温度模糊控制、焊接数据高速采集与存储等多项功能.通过扫描轨迹的编辑与控制,可以适应各种形状曲线钎焊缝的温度场要求;在电子束对工件进行扫描加热的同时,通过温度采集装置实时得到被焊工件的温度信号并与设定值进行对比从而得到温度偏差及偏差的变化率作为模糊控制器的两个输入变量,以模糊控制器输出控制量调节电子束流大小,从而实现钎焊温度的闭环控制.控制系统具有响应速度快、稳定时间短、稳态误差小、超调量小等特点,表明在电子束钎焊过程中采用模糊控制技术可以得到非常理想的控制效果.     

基于模糊卡尔曼滤波的多传感器焊缝检测方法

建立了包含焊缝位置及其变化量的焊缝位置偏差模型,基于模糊控制理论提出了一种模糊卡尔曼滤波算法,对系统的过程噪声和测量噪声进行在线调整,并给出了焊缝误差协方差和残差协方差的匹配方法。在此基础上,采用多传感器数据融合技术,整合单个传感器获取的焊缝位置信息以提高焊缝检测的精度。最后,为验证所述方法的可行性和有效性,搭建了焊缝检测平台并进行了试验验证;试验结果表明:基于模糊卡尔曼滤波的多传感器焊缝检测方法具有较好的收敛性和较高的精确度,焊缝检测误差明显变小。     

精密磨床高速永磁同步电动机模糊控制策略研究

将模糊控制引入精密磨床的高速永磁同步电动机驱动系统速度控制中。模糊控制器可以根据速度误差以及误差的变化。按照模糊控制规则给出控制量,特别适合于高速磨床永磁电动机驱动的非线性系统。由于模糊控制表的建立是离线进行的。因此没有影响模糊控制器实时运行的速度,一旦模糊控制表建立起来,模糊控制的算法就是简单的查表法,能够满足实时控制的要求。采用上述方法后,能显著提高系统的鲁棒性,仿真结果验证了该方法的有效性。     

模糊控制逆变弧焊电源

介绍了模糊控制逆变弧焊电源的基本工作原理，控制系统组成以及硬件实现方案。设计出了二输入一输出模糊控制器，模糊控制器以焊接电流偏差和偏差变化率为输入量，输入量通过模糊化处理，模糊推理得出输出结果，再将其解模糊化，得到控制变量的精确输出值，实现电源的恒流外特性控制。研制出一台模糊控制逆变弧焊电源样机，并对其外特性进行了测试。     

电网中整流电源电阻点焊焊接电压控制技术

针对焊接过程中飞溅、焊接质量缺陷等问题,对电网中整流电源电阻点焊焊接电压控制技术进行研究。首先,对整流电源电阻点焊焊接电压影响加以分析,以由电压控制的电流百分数为电阻点焊焊接热量设置值;然后,提出变论域模糊PID控制法,将电压偏差和偏差率输入变论域,通过粒子群优化算法获取最优伸缩因子,进而得到最优量化因子和比例因子,最终输出控制电压,以实现电网中整流电源电阻点焊焊接电压控制;最后,利用试验证明所提方法的实用性。试验结果表明,所提方法耗时较短且能耗较低。     

采用神经网络模糊滑模控制的液压驱动活塞位置控制研究

针对液压驱动活塞运动轨迹和压力精度跟踪误差较大问题,设计了神经网络模糊滑模控制,并对控制精度进行仿真验证。创建了液压缸驱动平面简图,推导出液压缸腔室内部参数变化方程式。分析了液压缸驱动压力和位置的变化,采用线性模型建立输入和输出变换方程式。引用滑模控制方法,采用神经网络算法对滑模控制进行逼近,通过模糊切换规则对滑模控制进行自适应调整。采用MATLAB对液压缸活塞轨迹和腔室压力跟踪进行仿真验证,并且与滑模控制输出效果进行比较和分析。结果表明:采用滑模控制方法,液压缸活塞运动轨迹和腔室压力跟踪误差较大;而采用神经网络模糊滑模控制方法,液压缸活塞运动轨迹和腔室压力跟踪误差较小。采用神经网络模糊滑模控制方法,液压缸控制系统自适应调节能力较强,从而提高了活塞运动轨迹和腔室压力跟踪精度。