非线性时滞系统自适应模糊动态面控制

针对含完全未知时滞的不确定非线性系统的控制问题,提出了一种自适应模糊动态面控制方案.首先采用模糊逻辑系统逼近系统的未知时滞函数,进而用参考信号代换逼近器输入中的未知时滞信号,取消了对未知时滞常作的假设,摆脱了控制器构造对时滞假设条件的依赖性.模糊逼近和时滞代换产生的误差则采用自适应边界技术处理.基于Lyapunov-Krasovskii泛函,证明了闭环系统所有信号半全局一致最终有界,通过调节设计参数可以实现任意的跟踪精度.仿真实例进一步说明了该方案的可行性.     

柔性机器人基于自适应模糊动态面的实用稳定控制

针对单连杆柔性机器人系统,提出了一种基于自适应模糊动态面的实用稳定控制方法。对于未知或时变函数,采用自适应模糊逼近,进而予以补偿。通过动态面控制避免了Backstepping设计带来的计算膨胀问题,简化了控制器的结构。所设计的控制器保证了闭环系统的实用稳定性。仿真结果验证了所提出控制器的有效性。     

车辆主动悬架自适应模糊滑模控制研究

针对主动悬架系统具有的非线性和不确定性,结合滑模控制的鲁棒性和模糊控制的优势,建立自适应模糊滑模控制策略。确定滑模切换面参数,应用切换控制方法和函数逼近技术改善滑模运动的动态品质,并利用模糊语言达到控制悬架振动的效果。以车辆1/4主动悬架动力学模型为对象进行仿真,结果显示,与传统的模糊控制相比,自适应模糊滑模控制能有效地改善路面变化对悬架的影响。     

基于模糊PID控制的起升过程仿真研究

起升系统是机电液一体化系统,结构复杂,负载时变,受工作环境影响较大,难以推导出系统精确的数学模型,用单一软件对其进行仿真比较困难。推导了液压缸负载和起升角度的关系,分析了液压系统原理并用AMESim建立了模型,用MATLAB/Simulink编写了模糊PID控制算法,综合利用两个软件的优势对起升过程进行了联合仿真。得出了起升过程压力、流量、起升角度和液压缸负载的曲线,通过比较常规PID和模糊PID控制的效果,得出模糊PID控制器可以缩短调节时间、减小稳态误差,提高控制精度。     

塔式起重机起重臂正向设计方法研究

提出双吊点塔式起重机起重臂正向设计方法,进行塔机的高效轻量化设计。在用力法求解拉杆内力进而计算控制截面最大应力的基础上,将起重臂弦杆的等强度作为约束条件建立了起重臂臂架结构的数学模型,用遗传算法进行第一次设计优化得到臂架结构和等截面弦杆的基本参数。进一步用ANSYS系统的APDL建立参数化有限元模型,第二次优化得到起重臂臂架的变截面结构参数。对某型号塔机进行正向设计,并将设计结果与该型号塔机现有设计结果分析对比,表明正向设计方法合理、轻量化效果明显。     

塔机起重臂腹杆变形问题的研究

针对塔机检验中发现的起重臂腹杆变形或断裂的情况,本文以QTZ5610塔机为例建立了有限元模型,分析了因腹杆变形或断裂引起的破坏后果,为其后续处理提出了建议.     

交流伺服系统自适应模糊滑模控制

介绍了交流伺服系统的自适应模糊滑模控制方案.通过自适应模糊控制解决了扰动补偿问题.正是因为结合了模糊控制的逼近特性和滑模控制的鲁棒性,才使得系统对外部扰动具有很好的稳定性和鲁棒性,同时消除了抖动现象.仿真实验表明这一控制方案具有很好的控制效果.     

基于Simulink的起升系统联合仿真研究

为研究新型后铰支点可移式起升系统的运动特性,分别运用Pro/Engineer、ADAMS、AMESim和Simulink建立了机械、液压和控制系统模型,实现了联合仿真。分析了模糊PID的原理,对起升过程进行了分段,并对起升角度和水平油缸位移轨迹进行了规划。仿真结果表明:新型起升系统设计合理,可以完成预期运动轨迹;联合仿真技术不需要推导数学模型,能发挥各个软件的优势,建模高效;模糊PID控制技术提高了系统的抗干扰能力和稳定性;4-5-6-7插值多项式的位移、速度、加速度和冲击曲线都是光滑的,没有突变。     

动塔机三角形截面起重臂稳定性研究

本文研究动臂塔机三角形起重臂截面稳定性的计算方法,对格构式变截面起重臂结构的设计进行了理论分析,根据起重臂在变幅平面内和回转平面内不同的受力状态,对动臂塔机的起重臂进行整体稳定性分析及计算,并得到变幅平面内和回转平面内稳定性的表达式,同时对稳定性验算公式中的轴力进行了讨论研究,为中小型动臂式塔式起重机选用合理设计三角形起重臂提供理论依据,对塔机设计人员有一定的参考意义。     

后铰支点可移式起升系统联合仿真研究

后铰支点可移式起升系统结构复杂,负载时变,建立精确的数学模型比较困难,常规PID控制难以达到理想效果。该文运用AMESim和Simulink对起升过程进行了联合仿真,用理想缓冲曲线代替了匀加速和匀减速曲线以减小液压缸的冲击,设计了模糊PID控制器。仿真结果表明:模糊PID控制抗干扰能力强,动态误差小,满足起升过程性能要求。     

桥式吊车系统的自适应滑模抗摆控制

针对欠驱动桥式吊车系统的负载快速精确定位问题,提出了一种基于自适应滑模的抗摆设计方法。基于系统模型,设计了一种自适应分解滑模控制器和线性滑模面,实现了在小车快速定位的同时,消除负载摆动的控制目的。仿真实验结果证明,该控制器可实现桥式吊车系统负载的定位要求。     

龙门起重机的模糊滑模定位与防摆控制

提出了一种龙门起重机模糊滑模定位与防摆控制方案。考虑吊绳绳长的变化,把龙门起重机系统简化为三个多输入子系统,定义了四个滑模面,设计了模糊滑模控制器,使得起重机小车能快速精确到达期望位置,在负载快速提升和下降过程中抑制重物的摆动,并能准确跟踪吊绳绳长的变化,实现控制目标,提高生产效率,同时系统能快速到达滑平面,改善控制系统的性能。仿真结果证明了该控制方案的正确性和有效性。     

混合输入机构的模糊自适应变结构控制

针对混合输入机构中常速电机可不可控的特点,提出了基于常速电机位置跟踪的控制策略来对伺服电机进行控制,对常速电机的速度波动进行补偿,并给出了控制框图。因为系统的精确动力学模型难以获得,故考虑系统参数的不确定、外部扰动和非线性摩擦,设计了模糊自适应滑模变结构控制器以实现混合输入机构的轨迹跟踪。应用模糊自适应推理逼近系统的不确定之和,从而得到连续的控制增益,消除了变结构控制的抖振。     

机械伺服系统的自适应反演模糊滑模控制

针对参数不确定性机械伺服系统位置跟踪控制问题,提出了一种自适应反演模糊滑模控制策略。为了补偿参数不确定性影响,提出了基于反演法的滑模控制策略。为简化控制器设计,提出了自适应算法对不确定性进行有效估计,采用模糊逻辑,消除了切换控制项,有效地消弱了抖振现象。根据李雅普诺夫稳定性理论,获得了自适应率,保证了系统的稳定性。仿真结果表明,提出的控制策略不仅具有较高的跟踪精度,而且能有效地减小抖振。     

挖掘机的4自由度自适应模糊滑模控制

为实现挖掘机回转和工作装置的轨迹跟踪控制,建立挖掘机回转和工作装置的4自由度运动学和拉格朗日动力学方程.挖掘机工作装置具有明显的非线性和不确定性特征,并存在外部干扰,所以将滑模变结构理论用于其控制系统.针对滑模控制的抖振可能激活高频动态和破坏控制器部件的缺点,设计自适应模糊滑模控制器.控制规则包括3部分:等效控制、调整控制和切换控制.利用自适应模糊系统输出动态调节切换增益以逼近系统不确定性的上界,将滑模控制的切换项转化为连续的模糊输出,削弱了滑模控制的抖振现象,并且有较强的自适应跟踪能力.针对一个完整的挖掘卸料过程,将所设计的控制器用于仿真试验,给出自适应模糊滑模控制的跟踪性能及控制输入的效果.     

装载机工作装置轨迹的自适应模糊滑模控制

为实现装载机工作装置的轨迹跟踪控制,建立装载机工作装置的二自由度运动学和拉格朗日动力学方程。装载机工作装置具有明显的非线性和不确定性特征,并存在外部干扰,设计了自适应模糊滑模变结构控制器。利用模糊控制动态调节切换增益,将模糊控制的切换项转化为连续的模糊系统,增强了控制系统对装载机工作装置的不确定性和外界干扰的鲁棒性,削弱了滑模控制的抖振现象。设计过程采用了方法,保证了控制系统的稳定与收敛,仿真结果给出了自适应模糊滑模控制的跟踪性能及误差。     

永磁同步电机的模糊滑模控制

为了实现高性能永磁同步电动机伺服系统快速而精确的位置跟踪控制,在滑模控制策略中引入模糊控制算法,设计了基于模糊规则的滑模控制器;并通过理论分析和控制仿真,证实了模糊滑模控制很好地解决了抖振问题,对参数变化和负载扰动具有很好的鲁棒性,永磁同步电机可获得很好的位置跟踪效果。     

基于模糊自适应滑模方法的混联式混合动力客车模式切换协调控制

在混联式混合动力汽车纯电动至并联驱动模式切换过程中,由于发动机、电动机及离合器瞬态特性的影响,可能导致动力系统输出转矩的突变从而使车辆产生较大的纵向冲击。以混联式混合动力客车为研究对象,考虑发动机和电动机瞬态响应特性的显著不同,针对离合器在结合过程中的运行状态,以提高驾驶性能为目标设计出混合动力客车纯电动至并联驱动模式切换协调控制策略。协调控制采用模糊自适应滑模方法,其中模糊自适应系统用于估计系统参数不确定性引起的偏差以及发动机实际输出转矩与目标转矩的偏差,估计出的偏差值用于调整滑模控制器的控制量,从而提高控制系统的控制精度和鲁棒性。通过仿真及实车试验验证控制策略的有效性。结果表明,设计的控制策略在模式切换过程中满足驾驶员动力需求的前提下使动力系统输出转矩的波动范围和最大冲击度分别下降85%和78%,从而显著提高了混合动力客车的驾驶性能。     

模拟转台伺服系统的自适应模糊滑模控制研究

利用Stribeck摩擦模型,将自适应控制与模糊滑模控制相结合,提出了自适应模糊滑模控制模型,对模拟转台伺服系统进行了控制。仿真结果表明,自适应模糊滑模控制器能有效抑制摩擦力矩的影响,实现高精度的位置跟踪,鲁棒性好,值得在其他非线性系统中推广使用。