连铸熔池钢水液位优化控制研究与仿真

研究连铸熔池钢水液位精确优化控制。连铸熔池内实际存在气流的不定向运动,气压内外相差较大,形成信号非涡流效应,造成液位采集信号的异常波动,引起系统不稳定。传统的PID算法,针对非线性较强的信号变化,控制参数很难做出准确调整,造成控制精度不高的问题。为此提出了基于液位参数线性分解的连铸熔池钢水液位控制算法,把非线性的钢水液位信号看成是许多个线性参数的近似逼近。由于每个逼近信号是线性的,就保证了连铸熔池钢水液位的控制精度。仿真结果表明,线性迫近方法能够大幅提高钢水液位的控制精度,可为钢水液位优化控制设计提供依据。     

液压舵机伺服系统灰色预测模糊PID控制

研究灰色预测模糊PID控制在液压舵机伺服系统中的应用问题。由于液压舵机伺服系统具有典型非线性和不确定性,传统的PID控制很难满足控制要求。为解决这一问题,提出了灰色预测模糊PID控制方法。在SimuIink中搭建液压舵机伺服系统的模型并进行仿真,灰色预测模糊PID控制无超调,调节时间为0．008s,消除干扰使系统再次达到稳定的时间为0．045s。结果表明：灰色预测模糊PID控制与传统PID控制、模糊PID控制相比,能有效加快系统的控制速度,缩短调节时间,提高控制精度,具有较强的抗干扰能力。     

基于遗传算法优化的舵机伺服系统模糊控制

针对舵机伺服系统中存在的非线性因素和工作环境的未知干扰,提出将基于遗传算法优化的模糊控制算法应用到液压舵机伺服控制系统中;该方法利用遗传算法对采用串联二进制编码的隶属函数参数进行联合优化,并将优化过的控制规则用于设计模糊控制器;运用Simulink对系统模型进行仿真;仿真结果表明:基于遗传算法优化的模糊控制器,在液压舵机伺服系统中,具有良好的控制效果和较强的鲁棒性,为舵机伺服系统的控制提供了一条新的思路。     

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。     

液压舵机伺服系统的专家PID控制

为了更好地分析与优化液压舵机的控制性能,根据控制理论建立了液压舵机伺服系统的数学模型;针对采用常规控制方法液压舵机系统响应速度慢、抗干扰能力差等问题,在对专家经验进行总结并获取5条控制规则后,设计了专家PID控制器;在单位阶跃信号的作用下,运用Matlab/Simulink对该液压舵机系统进行仿真;仿真结果表明,与常规PID控制、P控制相比,专家PID控制使系统调节时间缩短了0.104s,缩减幅度达71%,受到干扰后再次稳定的时间缩短了0.034s,有效地提高了快速性和抗干扰性,获得了良好的控制效果。     

含齿隙弹载舵机的全局反步模糊自适应控制

针对制导弹药电动舵机伺服系统中存在的齿隙、不确定参数及外部干扰,提出一种基于反步法的全局模糊自适应控制方法.首先,综合考虑上述非线性因素,分析描述齿隙的近似死区模型,建立含齿隙弹载舵机的双惯量机电模型,并将其引入采用"三闭环"结构的伺服系统中,构建非线性系统的状态空间;然后,采用模糊逻辑系统对齿隙等非线性因素进行自适应逼近与补偿控制,通过反步递推构造全系统Lyapunov函数,并运用Lyapunov第二法证明了整个闭环系统最终一致有界.仿真实验表明:较经典PID控制,该方法能更有效地削弱齿隙引起的传动力矩抖振与振荡冲击,既保证了系统的跟踪速度与控制精度,对不确定参数与外部干扰也具有较强的鲁棒性.     

液压位置伺服系统滑模自抗扰控制器设计

主要研究了驱动连铸结晶器的液压伺服系统的精确位置跟踪控制问题。由于液压伺服系统的某些内部参数是时变且不可测的,同时外部负载力也随时间变化使得系统动态模型不精确,从而影响了系统的控制效果。针对这一问题,提出了一种基于滑模控制的自抗干扰控制器的设计方法,利用扩张状态观测器把系统内部参数和外部负载力的不确定性观测出来,从而有效地抵消了系统的不确定性。根据工程实际中的参数进行仿真研究,其结果表明这种控制方法具有很好的全局鲁棒性,并且提高了位置跟踪的精度。     

压电舵机动态迟滞建模与带有鲁棒干扰观测器的两自由度控制

压电宏纤维复合材料(MFC)驱动的舵机具有功耗低、质量小以及可靠性高等优点,在无人飞行器领域有很大的应用潜力.压电材料的动态迟滞非线性会降低舵机的控制精度和稳定性, MFC柔性结构使舵机易受外扰影响.本文首先建立MFC舵机Hammerstein动态迟滞非线性模型,并设计了迟滞逆补偿器.针对模型不确定性和外扰影响,设计了带有鲁棒干扰观测器的二自由度控制器,保证在外扰和模型不确定性下控制系统的鲁棒性. MFC舵机控制实验结果表明,所设计的控制器具有良好的抗干扰性能和鲁棒性,较传统干扰观测器显著提高了控制性能.     

潜艇推进器模型参考模糊自适应PID控制方法研究

本文主要介绍了模型参考模糊自适应PID控制在潜艇推进液压伺服系统中的应用。潜艇推进液压伺服系统因随外界环境的变化而变化,因此常规PID控制无法满足要求,本文采用模型参考模糊自适应PID控制对其进行控制,并对控制结果进行仿真分析,通过与传统PID控制进行比较从而得出该控制方法可以有效抑制负载干扰和参数扰动,具有很强的鲁棒性。     

基于模糊自适应PID的铸轧机结晶器液位控制系统

结晶器内钢水液位控制系统是一个时变的、非线性的、多干扰的复杂系统,通过对铸轧机结晶器液位控制系统的分析,建立包含液压执行机构在内的结晶器液位模型,并且提出模糊自适应PID控制策略,给出模糊控制规则,从而实现PID参数的在线整定．仿真表明该系统较常规PID控制具有更好的稳定性,且控制精度高．     

舵机负载模拟系统前馈补偿控制研究

舵机负载模拟系统的主要任务是对舵机的力矩负载特性、最大承载能力等参数或特性进行检测,但由于这种系统通常是不稳定的发散系统,系统的不稳定特性直接影响舵机的性能检测精度.为克服此类问题对工程应用的不良影响,提出采用微分负反馈方法来解决负载模拟器的发散问题.同时,针对舵机运动速度分量引起的多余力问题,设计了舵机运动速度前馈补偿的控制算法.基于Matlab进行了控制系统仿真验证,对加入补偿算法前后系统对自然正弦指令信号的力矩响应幅值和相位差值进行了对比,分析了加入校正环节对系统误差的改善情况.仿真和实验结果表明,该方法在工程领域常见工况下具有较好的力矩跟踪性能,能够有效地测试舵机的承载性能.     

舵机自动测试系统的设计与实现

为更灵活准确的测试舵机性能和寿命,研制了基于工控机、力矩加载器、力矩传感器、角度传感器的舵机性能和寿命自动测试系统。测试系统采用NI公司生产的便携式一体化PXI机箱和高精度多功能采集卡,在测试过程中实时监测采集舵机控制器的电压电流和舵机位置信号;采用Lab VIEW编程平台开发了相应的测试软件,设计了友好的人机交互界面,实现了舵机产品的参数测量及合格性判断。通过实验比对新旧测试系统对同一舵机产品测试数据,证明新测试系统测试精度和测试效率都更高。     

导弹电动舵机控制系统设计

针对某型导弹现有电液伺服系统存在动态响应速度慢、结构复杂、可靠性差、使用维护困难等缺点,研究提出了一种以大功率无刷直流电机为控制对象的电流/位置/速度三闭环反馈控制系统设计方案;采用DSP和FPGA的组合工作模式,其中DSP内部主控制程序实现系统初始化、三闭环控制算法和产生PWM信号等功能,FPGA则实现各功能电路的时序逻辑控制;通过构建由模拟制导计算机、1553B总线通讯网络和舵机控制系统组成的测试系统,验证了三闭环电动舵机控制系统设计方案的可行性;实验结果表明,该导弹电动舵机控制系统最大负载扭矩为75N·m,满载角速度为200°/s,调节时间小于70 ms(±10°阶跃信号),动态相移小于5％(2°,1 Hz),具有输出力矩大、响应速度快、控制精度高、使用寿命长和可维护性好等优点.     

Model predictive control of servo motor driven constant pump hydraulic system in injection molding process based on neurodynamic optimization简

In view of the high energy consumption and low response speed of the traditional hydraulic system for an injection molding machine, a servo motor driven constant pump hydraulic system is designed for a precision injection molding process, which uses a servo motor, a constant pump, and a pressure sensor, instead of a common motor, a constant pump, a pressure pro-portion valve, and a flow proportion valve. A model predictive control strategy based on neurodynamic optimization is proposed to control this new hydraulic system in the injection molding process. Simulation results showed that this control method has good control precision and quick response.     

弹载电液舵机的Bang—Bang＋PID双模控制研究

本文结合一弹载电液舵机系统,介绍了电液位置伺服系统的工作原理。经过推导,建立了该舵机的数学模型。在MATLAB／Simulink中搭建了舵机的仿真模型,分别对PID控制和Bang—Bang控制进行了仿真,仿真结果表明这两种控制方法无法获得满意的控制效果。为取得良好的控制效果,将PID控制和Bang－Bang控制相结合,设计TBang-Bang＋PID双模控制器,提高了系统的控制效果。     

基于PLC的装缸机控制系统的设计与实现

针对普通液压装缸机的控制精度低、不能实时监测参数变化以及智能化水平低的缺点,设计了基于PLC控制器和伺服控制技术的装缸机控制系统.介绍了以欧姆龙CP1H型PLC和台达伺服驱动器为核心的控制系统原理,给出了PLC和伺服控制器的硬件结构以及系统中各个传感器的电路设计.详细介绍了系统软件对各传感器的数据采集和处理流程,及各个...     

永磁同步电机PID参数优化研究

研究永磁同步电机优化控制问题,永磁同步电机具有强耦合和强非线性特性的特点,应用环境一般较为复杂且常常存在各种干扰使电机系统稳定性差,针对传统PID控制方式很难满足电机系统要求,控制效果差,超调大。为提高控制精度,提出一种改进的PID控制方法。将PID控制器的参数作为粒子群中的粒子,系统控制精度作为粒子的寻优目标,通过粒子搜索找到最优PID控制参数,从而对电机进行精确的控制。仿真结果表明,粒子群算法的PID控制器提高了永磁同步电机系统控制精度,为永磁同步电机优化设计提供了科学依据。     

基于液压舵机的船舶舵机系统的模型建立

以上海江南造船厂的某船的拔叉式液压舵机为仿真对象．根据船舶特点和液压舵机的结构特点及工作过程,详细地阐述舵机控制的基本原理,并考虑船舶操作参数值以及各种环境参数建立船舶舵机系统的数学模型。并对分舵机模型与自由舵模型两个方面进行较为透彻的叙述。     

基于模型识别的高精度制冷控制策略

遥感相机中需要对焦面组件进行高精度的制冷控制以保证高质量的成像效果,因此基于模型识别进行焦面高精度制冷控制策略的设计。制冷系统在硬件上设计特定的二级放大机制以获得高精度测温数据,实现数字化增量式PID控制算法优化以获得高精度控温效果。系统采用脉冲管制冷机作为控制对象,结合继电反馈识别方式与高阶模型,使用最小二乘拟合方法获得制冷系统过程模型。模型的建立保证了控制算法参数的准确性与控温的精确度,这与传统的PID调参手段相比,大大降低了时间成本,提升了系统的控温精度。通过实验结果表明,本系统的控温精度为±27mk,受到干扰后在6分钟内回稳,实现了高精度高稳定度的制冷控制。