基于AMESim的电液位置控制系统动态性能仿真分析及优化

为了满足控制系统动态响应及位置误差的要求,基于AMESim图形界面建立了电液位置控制系统的仿真模型,对其动态特性进行了仿真分析及优化。结果表明:利用AMESim在闭环控制系统中引入速度信号进行补偿,在满足系统稳定的前提下可以加快系统响应速度,降低系统的动态位置误差。     

基于改进蚁群算法的电液比例系统PID参数优化

VACA是变尺度算法融入蚁群优化算法中而形成的一种混合算法。针对电液比例系统PID控制参数整定问题,提出了基于改进蚁群算法的PID参数优化方案,并给出了具体的实现步骤:建立臂架电液控制系统的数学模型,利用Simulink工具箱建立了电液比例控制系统的VACA-PID的仿真模型,进行了仿真和验证。结果表明:VACA-PID控制器具有良好的静、动态性能,完全能达到电液比例控制系统的要求。     

光伏板清扫机器人电液比例位置控制系统仿真分析

以光伏板清扫机器人为研究对象,建立电液比例位置控制系统数学模型,利用仿真工具Simulink对原设计系统和PID校正后系统进行仿真分析。结果表明,校正后的系统响应速度和稳定精度得到了很大的改善,经校正后,该系统能较好地满足清扫机器人性能要求。     

基于MATLAB高空作业车电液比例调平系统仿真研究

介绍了电液比例调平系统的组成及工作原理,建立了电液比例控制系统数学模型,并以GTBZ-30型30m高空作业车实际参数建立电液比例闭环控制,在Matlab/Simulink环境下对系统进行动态仿真,给出仿真结果,分析了影响系统动态性能的因素。     

液压挖掘机工作装置控制方案研究

在建立液压缸位置控制系统模型基础上,采用Matlab7.1进行了仿真和动态分析.研究了电液位置控制比例系统的动态特性.在分析传统PID及模糊控制器优缺点的基础上提出应用PI+模糊规则自校正的控制策略可改善其系统性能.仿真结果表明,PI+模糊规则自校正控制的电液位置控制比例系统控制效果较好.     

电液伺服阀的动态参数寻优

在应用系统辨识法对电液伺服阀的动态数学模型进行精确确定的基础上，本文用最优设计的方法，对决定电液伺服阀动态性能的6个基本参数施行了多种组合的参数优化。通过计算机计算的优化结果表明，现有QDY型电液伺服阀的参数设计不是最优的。若通过改进参数后，在保证稳定性的前提下，电液伺服阀的快速性还可有较大提高。此种优化方法亦可推广到其他元件或系统的分析设计中去。     

基于MATLAB/SIMULINK的电液伺服控制系统的建模与仿真研究

利用MATLAB软件中的动态仿真工具SIMULINK建立了电液伺服控制系统仿真模型。通过实例对飞机上常用的电液位置伺服系统进行仿真，给出仿真结果，并详细地进行性能分析和研究。     

直驱式电液伺服系统PID校正复合控制器研究

直驱式电液伺服系统具有节能、成本低等优点,然而与传统电液伺服系统相比其性能较差。为提高直驱式电液伺服系统的性能,在建立泵控缸式电液位置伺服系统数学模型的基础上,提出将最优状态反馈控制与观测器预估负载干扰前馈控制相结合的复合控制策略,并用PID调节器对位置环节进行校正。Simulink仿真结果表明系统动静态性能得到大幅改善。研究成果对直驱式电液伺服系统的推广应用具有积极意义。     

基于遗传算法的多级主压阀动态特性优化

多级主调压阀作为自动变速器液压控制系统的关键元件,其动态特性直接影响系统的快速性、稳定性和控制精度。在对阀进行结构参数优化时,先凭借经验对参数逐个调整再通过试验验证的方法,效率低且不能保证阀的性能最优。根据多级主压阀工作原理建立了多级主压阀数学模型;搭建多级主压阀Simulink仿真模型,通过分析多级主调压阀各结构参数对阀入口压力动态响应特性的影响,选取弹簧刚度、弹簧预压缩量和阻尼孔直径作为待优化变量;利用MATLAB优化工具箱中提供的遗传算法与Simulink结合对多级主调压阀的动态性能进行优化,并搭建试验台进行试验验证。仿真和试验结果表明：优化后多级主调压阀静态特性良好,负载流量突增时主压压力降低现象得到了改善,响应时间短,动态性能好。     

带钢跑偏电液伺服控制系统研究与SIMULINK仿真

为了消除带钢卷取机的误差,针对对边纠偏系统建立了数学模型,并以检测点位置到卷筒纠偏点之间的时滞作为参考模型进行研究,再利用MATLAB软件中的动态仿真工具SIMULINK建立了电液伺服控制系统仿真模型,通过对卷取机上常用的电液位置伺服系统进行仿真,得出仿真结果,并详细地进行性能分析,找出所要控制跑偏的参数.     

交叉耦合控制的平移并联机器人位置控制研究

为了改善平移并联机器人对期望位置跟踪的准确性,提出基于交叉耦合控制的集成电液伺服驱动平移并联机器人位置控制。通过对三自由度集成电液伺服驱动平移并联机器人结构和控制方法进行分析,以机器人的末端执行器为基础,定义位置及角度坐标系,在此坐标系上计算并联机器人的逆向和正向运动学解;通过液压轴的伸长长度,求取液压轴的速度和加速度,进而得出集成电液伺服驱动器的动力学模型。以集成电液伺服驱动器的位置误差为基础,求取三自由度下集成电液伺服驱动器的同步误差,利用该同步误差,构造交叉耦合误差模型,进而求取广义误差模型,建立交叉耦合控制器,以实现对机器人的位置进行控制。实验结果显示:与粒子群方法相比,所提方法对正弦及不规则期望位置的跟踪准确度较高,跟踪准确度分别提高了40%和42.15%。可见,所提方法能够对集成电液伺服驱动的平移并联机器人进行准确的位置控制。     

采用自适应超扭观测器的电液伺服系统故障重构研究

为克服电液伺服系统中故障分布的不确定性,设计一种自适应增益超扭滑模观测器,用于电液伺服系统对有界未知扰动的故障进行重构。通过对电液伺服系统进行分析,获取电液伺服系统非线性动力学方程。利用电液伺服系统非线性动力学方程,构造自适应超扭观测器,用于消除观测器增益的保守性,提高抖振削弱效果。将该自适应超扭观测器引入电液伺服系统的故障重构,克服故障分布的不确定性。实验结果表明:所设计的方法能够较好地对气缸位置以及气缸速度进行估计,估计结果准确度较高,而且没有较大的抖振现象,超调量也较小。说明所设计的自适应超扭观测器能够较好地适应故障的不确定性,减少抖振效应,从而能够较好地实现电液伺服系统的故障重构。     

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     

基于重复控制补偿的电液位置伺服系统PID控制

针对典型电液位置伺服系统,设计了基于重复控制补偿的PID控制器,并通过计算机仿真,再现了系统跟踪正弦信号时的系统响应。仿真结果表明,在该控制器下,电液位置伺服系统具有良好的动态性能。     

基于改进遗传算法优化的双步进电机伺服阀控制研究

针对当前电液伺服阀控制系统响应速度慢、输出误差较大的问题,采用改进遗传算法优化控制系统,并对控制效果进行仿真验证。设计了新型电液伺服阀结构,建立了电液伺服系统动力学模型,推导了液压缸流量运动方程式。采用改进遗传算法优化RBF神经网络结构,通过MATLAB软件对双步进电机伺服阀改进的控制系统进行仿真验证,并且与传统PID控制效果进行对比。结果显示:在无干扰环境中,采用传统PID控制和改进RBF神经网络控制方法都能较好地提高活塞杆运动位移输出精度;在有干扰环境中,采用传统PID控制方法,活塞杆运动位移输出的误差较大,而采用改进RBF神经网络控制方法,活塞杆运动位移输出的误差较小。采用改进RBF神经网络控制方法,能够抑制外界的干扰,从而提高双步电机伺服阀控制系统的响应速度和输出精度。     

基于反馈型自适应鲁棒控制的伺服泵直接驱动电液系统精确运动控制研究

由于传统泵控液压系统存在位置跟踪精度低、频率响应慢的缺点,给精确运动控制造成很多困难。对此,针对伺服电机泵直接驱动电液系统模型的非线性动力学特性和参数不确定性,采用反馈型自适应鲁棒控制（ARC）,实现伺服泵直接驱动电液系统的精确运动控制。建立伺服电机泵直接驱动电液系统的动力学模型,通过非线性泵流量映射重新建立泵的动力学模型。采用反馈型ARC方法进行控制器设计,合成泵的控制输入,使气缸执行器位置跟踪一个期望的轨迹,并对系统模型的位移斜坡响应和伺服泵功率进行实验仿真。结果表明：相比于PID控制,反馈型ARC控制下的位移跟踪误差大幅度降低,伺服泵的平均功率分别降低了55%、26%、63%,峰值功率也有所降低。采用反馈型ARC控制,能够实现有效的模型补偿,使得系统运行稳定,提高系统模型的跟踪性能和鲁棒控制性能。     

基于李雅普诺夫理论的电液伺服系统非线性位置控制研究

电液伺服系统存在高度非线性及参数时变等问题,同时由于其多学科性质导致精确模型的建立比较困难。针对电液伺服系统非线性位置控制问题,采用基于非线性系统的李雅普诺夫理论的控制器实现电液伺服系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造了伺服阀以及液压执行器的动力学方程,建立电液伺服系统简化数学模型。基于非线性系统的李雅普诺夫理论,利用积分反演法设计了电液伺服系统控制器。采用MATLAB软件对电液伺服系统进行仿真,并与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示:采用所设计的控制器,电液伺服系统对阶跃和正弦信号的跟踪性能较优,所需控制电压减少50%左右,跟踪误差也大大减少。     

电液伺服系统的模糊自适应复合控制研究

电液位置伺服系统的阻尼比较低,造成电液位置伺服系统响应速度慢及跟踪性能较差。为解决此问题,提出一种模糊自适应控制与速度正反馈、加速度负反馈相结合的复合控制策略。通过速度正反馈来提高系统的开环增益,加速度负反馈提高阻尼比,从而提高系统动态响应速度并减小位置误差。利用前馈控制拓宽系统频宽,进一步减小位置跟踪误差。对传统PI控制、模糊PI控制、模糊PI复合控制算法下的系统响应性能进行仿真分析,结果表明:采用所提出的复合控制策略时,系统动态响应速度比模糊PI控制提高约76.9%,比传统PI控制提高约84.2%,其位置跟踪误差几乎为0。     

电液伺服系统的最优跟踪器设计

应用最优控制论对一实际的电液伺服系统进行了二次型性能跟踪器设计，并对该电液最优伺服系统进行了仿真。结果表明跟踪器的设计是成功的，且电流最优伺服系统具有良好的动态响应。本文所建立的数学模型和仿真模型可为研究电液伺服系统的神经自适应控制提供输入输出数据或样验样本。     

低压透平电液调节系统的建模及仿真研究

以某种低压透平电液调节系统为例,分析其多级放大结构的耦合特点,以及应用伺服随动反馈控制先导级滑阀阀口和主滑阀阀口开度变化的机制,建立该系统的数学模型,并采用MATLAB/Simulink对其进行仿真。搭建低压透平电液调节系统试验台,试验结果表明:利用该模型获得的试验结果与仿真结果吻合性较好,验证了该数学模型的正确性和可行性;适当减小主阀芯弹簧刚度以及油缸有效面积,可在不影响稳态输出精度条件下,明显提升低压大流量系统的动态响应速度;减小先导阀弹簧刚度,可在响应速度不变的条件下,减小对控制油压的响应时间,使静态输出特性曲线零位死区减小;给出了能提高系统动态响应速度的优化参数取值。研究成果可为低压大流量伺服控制系统的设计及优化提供参考。