自适应鲁棒控制器设计新方法在电液伺服系统中的应用

提出了一种自适应鲁棒控制器设计新方法, 并运用在阀控缸电液位置伺服系统中.首先, 将含有确定、不确定、已知、未知、线性和非线性项的电液伺服系统进行完整地数学建模, 以状态空间的形式表出.然后利用本文所提的新方法设计自适应鲁棒控制器和相应的自适应律来处理所建模型中的各项元素.该控制器通过设计一个带有虚拟控制量的控制状态空间表达式并结合状态观测器来获得.设计合适的虚拟控制量, 可在任意给定条件下, 使所有的系统状态都收敛到所设计的理想状态.接着设计李亚普诺夫函数来证明闭环系统的稳定性.最后建立硬件实验平台与经典自适应鲁棒控制方法进行对比实验验证此自适应鲁棒控制器设计新方法的有效性和优势.     

电液伺服位置系统的变结构自适应鲁棒控制

该文建立了电液伺服位置系统的带有时变参数和非线性特性的三阶模型。在此基础上。基于滑模控制理论,对其设计了一种具有参数自适应能力的自适应滑模变结构控制器。从初始状态到达滑模面这段运动时间内和在滑模面上运动时,依赖于一个时间函数使系统在两个不同的控制律之间进行切换,以满足不同运动阶段的要求。此外在应用变结构控制的同时,通过参数自适应来消除系统不确定性对控制性能的影响,进而增加了系统的鲁棒性。然后基于李亚普诺夫稳定性理论证明了所设计系统的渐近稳定性。最后将此方法应用于冷轧机电液伺服位置系统进行仿真,结果表明这种针对不同运动阶段的特点所设计的控制器满足了变结构控制的可达条件,达到了减小系统到达滑模面的时间和削弱抖振的目的。与传统的变结构控制对比。该文所设计的控制器在减小响应时间、抑止超调和提高鲁棒性方面都具有先进性。     

控制量前具有不确定系数的电液伺服系统自适应控制

针对控制输入前具有不确定系数的电液伺服位置系统精确跟踪控制问题, 提出了一种改进的自适应Backstepping控制器设计方法. 该方法通过对系统模型的等价变换和选择合适的Lyapunov函数, 有效解决了系统模型中控制输入前存在不确定系数而导致所设计的控制器存在参数自适应律, 而自适应律中存在控制量造成的嵌套难题. 以驱动连铸结晶器的电液伺服位置系统为例, 进行了控制器的设计和稳定性证明. 仿真研究结果表明, 所提出的改进设计方法是可行的, 设计的控制器具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能.     

自适应电液比例伺服位置系统的研究

利用Ｐｏｐｏｖ超稳定性理论设计的电液自适应伺服控制系统，给出了控制算法和硬件结构，应用结果表明，它优于常规数字ＰＩ、ＰＩＤ控制器。     

泵控马达电液伺服系统自适应控制器的研究

介绍一套基于ＭＣＳ－５１单片机的自适应控制器，该控制器采用ＳＴＤ总线，通过主控模板联接几块功能模板，完成对马达转速的宽范围精确测量，并实现了模型参考自适应控制。系统硬件，软件设计模块化，静，动态实验表明系统工作可靠，特别是角度载大范围变化的情况下，系统均具有优良的动态性能。     

电液伺服系统的多滑模鲁棒自适应控制

针对一类参数与外负载非匹配不确定的非线性高阶系统,提出了一种基于逐步递推方法的多滑模鲁棒自适应控制策略.应用逐步递推的多滑模控制方法简化了高阶系统的控制问题,同时在自适应控制中加入鲁棒控制的方法,以消除不确定性对控制性能的影响.首先利用逐步递推方法与状态反馈精确线性化理论,得出确定系统的多滑模控制器设计方法;然后基于Lyapunov稳定性分析方法,给出不确定系统的参数自适应律,及鲁棒自适应控制器的设计方法.本文把该控制策略应用到电液伺服系统的位置跟踪控制中,仿真结果显示,该控制方法具有较强的鲁棒性及良好的跟踪效果.     

基于AMEsim的自适应控制在电液力伺服系统上仿真研究

由于实际电液伺服系统大量存在非线性、时变、不确定、时滞及强耦合特性等,一般无法获得精确的教学模型.为了解决参数的不确定性和随机变化性对电液力控伺服系统的影响,设计了自适应控制器.利用AMEsim和Simulink联合仿真技术建立了该电液力控制系统模型,设计一种自适应控制器,进行了电液力控伺服系统的控制仿真.仿真结果表明了自适应控制器对于系统控制的有效性和鲁棒性.     

具有输入饱和的电液伺服位置系统自适应动态面控制

针对具有非线性、参数不确定性及输入饱和问题的电液伺服位置系统,提出了一种自适应动态面控制器的设计方法.该方法充分考虑饱和特性,利用双曲正切函数和辅助控制信号对系统非线性模型进行等价变换,进而采用动态面方法设计抗饱和控制器.设计过程中引入Nussbaum函数,以补偿输入饱和引起的非线性项.通过构造合适的Lyapunov函数,证明闭环系统的所有信号一致最终有界.仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的跟踪效果,并有效地削弱了输入饱和对系统造成的不良影响.     

网络环境伺服系统位置自适应控制器设计

基于Ethemet／IP网络和SERCOS网络,采用罗克韦尔自动化的伺服驱动系统和ControlLogix系统框架构建网络环境下的伺服控制系统。针对伺服系统位置控制的技术要求,对伺服系统建模分析;使用罗克韦尔自动化的运动控制器研究设计出提高控制精度的位置自适应PI控制器。实验结果表明,此控制器解决了常规PI控制器各个参数在系统运行过程中的矛盾问题,提高了机械系统的定位精度。该方案简单可靠,且易于工程实现,可以在相关的运动控制领域中推广应用。     

自适应与迭代学习复合控制的电液位置系统的研究

电液伺服系统具有高阶性、非线性、时变性的特点,而且运行过程中还将受到温度变化等因素的干扰,所以常规的PID控制方法难以取得令人满意的效果。为了使电液伺服系统拥有较好的控制效果,提出一种将自适应与迭代学习控制相结合的控制策略,应用于电液伺服系统的位置控制中。应用位置作为反馈,采用开闭环PI的控制策略,以及自校正的控制原理设计控制器,最后运用MATLAB来对其进行仿真。仿真结果表明,该控制策略能够提高系统的控制精度,提升系统的响应速度,提高其收敛与鲁棒性能。     

电液速度伺服系统的模糊PI控制

为了提高控制精度、改善系统的静动态特性,针对液压马达速度伺服系统的非线性时变特点,提出了电液速度伺服系统中液压马达速度的控制方法。通过模糊推理在线实时调节PID参数,使系统控制参数迭到全局优化,解决了一般PID参数只是对于桌一工作点局部优化的问题。与单纯PID控制器相比,模糊PI方法使系统动态性能和鲁棒性得到了犬幅度提高,试验结果表明了该方法对非线性系统大范围控制的有效性。     

带钢卷取机跑偏电液伺服系统PID控制器的设计

针对带钢连续轧制过程中的带钢跑偏问题,文章提出了一种带钢卷取机跑偏电液伺服系统PID控制器的设计方案。在介绍带钢卷取机跑偏电液伺服系统的基础上,通过静态计算,建立了该系统的数学模型;根据带钢卷取机跑偏电液伺服系统的开环传递函数及不同的控制量组合,分别设计了比例控制器、比例积分控制器和比例微分控制器,并采用Matlab软件仿真并分析了各控制器作用下系统的阶跃响应性能,根据各时域响应指标评定并确定了PID控制器的参数值。由PID控制器作用下系统的阶跃响应波形及系统开、闭环波德图得出,该PID控制器超调小、调节时间短、响应快、性能稳定;对带钢卷取机跑偏电液伺服系统的稳态误差进行分析后得出,该系统的稳态误差为零,由此证明了该PID控制器的有效性和正确性。     

鲁棒自适应反推控制器的降阶设计

For a class of systems with unmodeled dynamics, robust adaptive stabilization problem is considered in this paper. Firstly, by a series of coordinate changes, the original system is re-parameterized. Then, by introducing a reduced-order observer, an error system is obtained. Based on the system, a reduced-order adaptive backstepping controller design scheme is given. It is proved that all the signals in the adaptive control system are globally uniformly bounded, and the regulation error converges to zero asymptotically. Due to the order deduction of the controller, the design scheme in this paper has more practical values. A simulation example further demonstrates the efficiency of the control scheme.     

飞行仿真转台伺服系统的反演自适应滑模控制(英文)

采用滑模控制对非线性系统进行控制时,抖振是不可避免的现象,如何抑制抖振成为研究的重点。介绍了一种反演自适应滑模控制方案,它可以解决非线性系统中的不确定性问题,保证系统的鲁棒性。为此,首先介绍了反演设计的原理,通过在反演设计中引入滑模控制,并采用自适应算法对不确定性进行估计,有效的降低了抖振。最后给出了一个应用此方法进行控制的实际例子,结果表明了这种方法的有效性。     

基于Youla参数化的自适应循迹伺服控制器设计

研究伺服控制器性能优化问题,新型存储系统中数据信息点的密度越来越高,盘片的转速越来越快,现有的PID的循迹伺服控制器已无法满足超高密度存储系统纳米级的循迹精度.由于制造工艺导致的盘片偏心会对循迹误差信号产生周期性的扰动,随着盘片转速的提高,周期扰动会降低激光光头循迹的性能.为了有效地抑制该干扰,达到纳米级的循迹精度,提出了利用Youla全局收敛的自适应循迹伺服控制方法,通过对Youla参数权重函数的优化,提高了控制系统的伺服性能.通过在Matlab/Simulink上进行仿真,验证了自适应控制器具有较强的鲁棒性和抗干扰性,能显著有效地抑制外部各类干扰信号.     

直线伺服系统非线性自适应鲁棒控制器优化设计的研究

对永磁直线电动机伺服系统提出非线性自适应鲁棒控制器的优化设计方法。在永磁直线伺服系统非线性数学模型的基础上,为实现对速度和电流的准确跟踪,建立了误差系统的动态模型。将跟踪和干扰抑制归结为非线性自适应鲁棒控制器设计问题,通过构造存储函数得到自适应鲁棒控制器的定理,以及电阻和电感的辨识算法。证明定理给出的控制器能满足干扰抑制和系统的渐近稳定。最后,用遗传算法对控制器的参数进行优化。仿真结果表明,用该方法设计的系统能很好的抑制扰动和跟踪给定,满足对高性能数控机床永磁直线伺服系统控制的要求.     

基于DSP和STM32的电液伺服控制器设计

基于DSP和STM32的智能伺服控制器在位置闭环反馈伺服控制系统中有着广泛的应用。本设计采用TMS320F28335与STM32F103RET6双核控制器,两者通过SPI进行数据通信分工协作。另外,设计了完善的系统故障自检测报警程序与复合控制算法程序,在提高了系统稳定性与智能化的同时,又提高了整个系统的精度。     

步进机器人自适应模糊伺服控制设计

本文提出一种新的模型参考自适应模糊控制器,并应用于步行机器人关节速度伺服控制,实验结果表明,该控制方案国好地解决了转速给定变化范围大和被控对象增益时变问题,改善了控制系统的鲁棒性和动态响应特性。