气动机器人位置伺服系统的在线自学习神经网络控制

针对所研制的关节型4自由度气动机器人位置伺服系统的特点,提出采用神经网络辨识器在线学习系统模型,以之实时调整神经网络控制器相应的参数,来适应有杆气缸左右两腔摩擦力和压力在运动过程中变化复杂的情况,增强系统对于惯性负载变化和外部干扰的自适应性.实验证明,采用自学习神经网络控制可以得到较好的动态响应性能,系统具有较强的自适应性和鲁棒性,并获得了满意的重复稳态精度.     

气动位置伺服系统的非对称模糊PID控制

对于有杆气缸的非对称物理及摩擦力特性,提出了采用非对称模糊策略的模糊PID控制算法,较好地解决了有杆气缸由于左右两腔物理结构和摩擦力特性的不对称而造成运动过程中压力变化复杂的问题,改善了系统的动态响应性能.实验证明,采用非对称模糊策略的模糊PID控制可以明显地提高气动位置伺服系统的动态响应性能,系统具有较小的超调量和过渡过程时间,并获得了满意的重复稳态精度.     

气动位置伺服系统的自校正自适应研究

气动技术是一门以空气作为传动介质的流体流动与控制技术，由于其本身固有的特点，如省能，污染小，价格低廉及适用范围广等。在工业自动倾及机器人领域等得到了越来越广泛的气动位置伺服系统，在全面分析研究这种气动位置伺服系统，在全面分析研究这种气动位置伺系统的基础上，针对气动伺服系统的弱品质，如系统刚度差，非线性严重及参数变化大等，提出一个新的控制算法，即零一极点配置的自校正自适应控制算法，研究结果表明，这种控制算法对气动位置伺服系统是适用的，具有产好的跟踪速度及控制精度，这一研究为进一步开发研制气动伺服系统打下坚实的理论基础，并可望在气动喷漆机器人中得到应用。     

自校正PID控制在雷达天线控制系统中的应用

为了提高雷达位置伺服系统的跟踪能力,缩短系统的响应时间,在原模拟伺服系统中加入计算机作为控制器.系统采用自校正PID控制方法对雷达天线进行位置跟踪,避免了一般的数字PID控制时参数无法在线调整的缺点,并通过Matlab进行了仿真.仿真结果表明,所设计的控制器应用在雷达伺服系统中能达到满意的控制效果,响应速度较快.     

热交换器温度自校正控制

本文介绍了设计制作的温度控制实验系统,对受控对象的数学模型进行了辨识。应用自适应控制理论设计并调试了自校正调节器。其实验结果与使用PI调节器的系统进行了比较,证明使用自校正调节器有较强的抗干扰能力。该实验系统在现代控制理论实验教学上有实用价值。     

一类轻载电液位置伺服系统线性自抗扰控制

为解决一类轻载电液位置伺服系统线性自抗扰控制器设计过程中面临的阶次选择问题,本文从系统特性、频域等角度,分析自抗扰框架中“积分器串联结构”与轻载电液位置伺服系统之间的内在联系,得到轻载电液位置伺服系统在自抗扰控制框架下是本质“一阶”系统的结论,从而合理设计了1阶线性自抗扰控制器.在此基础上,提出了有效的控制器参数整定方法,并分析了闭环系统的稳定性.仿真和试验结果表明,与高阶相比1阶线性自抗扰控制器可以更好地控制动态过程较快、负载较轻的惯性负载电液位置伺服系统,为自抗扰控制在液压伺服领域的工程应用提供了参考.     

位移液压伺服系统控制器的设计与实现

以位移液压伺服系统作为研究对象,提出了一种引入跟踪误差和误差变化量来替代系统原状态量,将跟踪调节器设计转换为状态调节器设计的方法,并将该状态调节器设计为伺服系统的控制器,然后介绍了以DSP为核心的信号处理和数据传输的实时监控系统,通过对伺服系统电网络模型控制的实验结果表明,所提出的方案是正确的、完全可行的.     

模糊控制在摆缸位置伺服系统中的应用

由于摆动气缸的摩擦转矩、空气可压缩性、比例阀的压力特性等非线性因素的存在,要得到摆缸伺服系统精确的数学模型十分困难,而且气动系统易受周围环境因素的影响,当采用传统PID控制时,很难使系统长时间保持良好的控制效果,尤其是当有一定的外界干扰之后会导致系统工作不稳定.利用Matlab实时仿真模块的功能,把模糊自适应整定PID的控制算法引入到伺服系统的控制器设计中,搭建的半实物仿真模型,对系统进行半实物仿真实验,并通过不断地在线修改控制规则,提高控制器的控制性能,实验结果表明,模糊PID控制效果良好.     

基于磁流变的气动位置速度复合控制策略

为了提高线性气缸的定位精度、减小制动冲击,提出了基于磁流变阻尼器的位置速度复合控制策略.依据气缸两腔压力差和磁流变阻尼特性,建立了气动系统定位过程的动力平衡方程,通过分析阻尼控制电流的变化规律和系统响应对定位精度的影响,分别提出了速度柔性控制和位置补偿控制算法.在该算法下采用位置速度复合控制策略进行试验研究表明定位误差随着负载质量的增大而增大,随着目标位置的增大而减小,对气源压力波动有较好鲁棒性.该控制策略在改善系统冲击特性的基础上提高了定位精度,为磁流变技术在气动位置伺服控制中的应用提供了理论与试验依据.     

电液伺服系统的自适应控制

本文研究电流位置系统的自适应控制，文中给出由微计算机实现的自校正调节器算法，它由参数估计，调节器设计计算和其它辅助部分组成，通过混合仿真与实验，结果表明，该方法是有效的。     

非线性系统可变性能指标加权自校正控制

系统非线性的存在，使之在不同工作点上系统特性差别很大，这对使用广义最小方差控制的加权自校正控制的控制效果带来很大影响。本文针对这一情况提出可变性能指标加权自适应控制，通过对银离子浓度模型的控制仿真表明该算法明显改善控制效果。     

基于模糊控制的直流电机死区补偿器的设计

本文提出了一种基于模糊控制的直流电机死区补偿器的设计方法。该方法将模糊控制函数的优化和参数的自调整集中于一体，因而能自适应地进行死区补偿来消除跟踪误差。仿真结果表明跟踪误差很小，设计方案行之有效。     

燃气发生器空气压力控制策略研究与实现

燃气发生器采用高压空气加燃料燃烧的方式产生持续气流,为了保证发生器的效率和稳定性,燃气发生器对空气压力调节速度和精度要求很高。系统采用压力和位置串级控制方式,并结合模糊PID控制策略,通过优化控制参数,确保了大范围压力调节的动态响应和控制精度,通过试验验证,调压阀位置调节精度优于0.2%,在1.5MPa~5.8Mpa范围内,压力调节时间小于1秒, 压力控制误差小于0.1MPa。     

Active vibration control of flexible structures using delayed position feedback

The paper discusses the use of a simple position control system approach to improve the performance of lightly damped dynamic systems. This approach uses a delayed position feedback signal to actively control the vibrations of flexible structures. A complete analysis of the stability of a single-link flexible manipulator under time delay control is presented and critical values of time delay for a given controller gain have been determined. The paper also presents a short comparison between the delayed feedback signal control and the linear quadratic regulator.     

Hybrid Control Scheme of a Hydraulically Actuated Lower Extremity Exoskeleton for Load-Carrying

In this paper, a lower extremity exoskeleton is developed to help human beings walk and carry heavy loads. The exoskeleton is actuated by a pump-based hydraulic actuation system. The hydraulic actuation system has a high speed on/off valve and a unidirectional cylinder with embedded springs on the cylinder rod. The hybrid control scheme, including two modes, i.e., position control and following control, is proposed to drive the exoskeleton system. The position control mode is employed to support the carrying load in the stance phase. The following control mode is used to shut down the DC motor to disable the pump and open the relief valve in the swing phase. In the position control, an online Gaussian process regression algorithm is proposed to estimate the human gait trajectory using the human robot interaction signals. A general position control strategy, i.e., proportion integration differentiation (PID), is utilized to control the exoskeleton to shadow the estimated human gait trajectory. In the following control, the operator can lead the mechanical legs with the help of embedded springs on the cylinder rod. Experiments are performed on the healthy human subject, who walks on the level ground at natural speed. The experimental results demonstrate that the proposed hybrid control strategy is suitable for the pump-based hydraulically actuated lower extremity exoskeleton.     

Development of an Intelligent Pneumatic Cylinder for Distributed Physical Human–Machine Interaction

Pneumatic systems are well known for their advantages and simplicity, and have been applied in various applications. This paper presents the development and experimental evaluation of an intelligent pneumatic cylinder and its control system. The cylinder is designed to have an optical encoder, pressure sensor, valve and a Programmable System on a Chip (PSoC) as the central processing unit. The PSoC will handle I²C communication, input and output data from the analogue to digital converter, counter program and pulse width modulation (PWM) duty cycle. An application tool for a distributed physical human–machine interaction is proposed using an intelligent pneumatic cylinder. The system applied 36 links of the actuator to form an Intelligent Chair Tool (ICT). The control methodology presented contains an inner force loop and an outer position loop implemented using a unified control system driven by PWM to an on/off valve. In this research, four control approaches, i.e., position control, force control, compliance control and viscosity control, were constructed and experimented. The physical properties of various objects were also detected by the intelligent cylinder through the detecting function experiment. Finally, an emulation experiment using mass was carried out and the results clearly show the ability of the intelligent cylinder, and the control approaches towards realization of the future ICT application.     

模糊免疫PID控制在矿用设备座椅减振系统中的应用

针对现有矿用设备座椅减振系统因弹簧无法控制而导致减振效果不佳的问题,介绍了一种矿用设备座椅减振系统的组成及工作原理,重点阐述了模糊免疫PID控制在该系统中的应用方案。该系统以PLC为主控制器,通过气缸组件工作状态的变化调整气体弹簧的刚度,从而实现座椅减振;针对系统非线性、时变性、滞后性等特点,采用模糊免疫PID控制策略进行减振控制。仿真和应用结果表明,采用模糊免疫PID控制的矿用设备座椅减振系统鲁棒性高,驾驶员乘坐舒适性好,满足实际使用要求。     

声发射技术在立柱缸体裂纹监测中的应用研究

针对立柱缸体在做强度试验和型式试验时出现的缸体破裂现象,提出了一种基于声发射技术的立柱缸体裂纹监测方案。该方案采用声发射技术捕捉、分析、处理和显示立柱在受压过程中产生的裂纹弹性波;采用时差定位法获得声发射源位置;采用小波包技术处理声发射信号,以进一步提高了定位精度。测试结果表明,声发射技术用于检测立柱缸体裂纹、焊缝等隐形机理的产生、发展和进行危险性分析是可行的。     

高压气瓶非接触压力测量系统设计

常规状态下气瓶压力测量,在气瓶出口管路上开口进行引压测量,对于高压气瓶在长期贮存的情况下,开口引压存在开口部位压力泄漏的隐患。为克服气瓶开口引压泄漏问题,对气瓶非接触压力测量系统进行分析研究,基于气瓶壁在压力下产生形变的情况,通过对气瓶壁进行应变测量关键技术,建立气瓶壁的应变量与内部压力之间的关系计算模型,经多次实验验证,积累不同温度及压力下的相关数据参数,通过数据模型拟合具有温度补偿的压力计算公式,通过编程写进便携式测试仪,实现对高压气瓶在不接触介质的情况下非接触压力测量的目的,并满足了气瓶在高压下进行长期贮存时随机测量的应用需求。     

潮汐模型系统CAN总线智能节点设计及其控制算法优化

鉴于潮汐模型系统数据传输的稳定性和实时性要求 ,设计开发了基于潮汐模型系统的CAN总线智能节点。介绍了控制系统的结构、接口电路的组成以及各部分的功能。针对潮汐模型的非线性特点 ,详细说明了智能节点自校正控制的实现方法。