液压驱动四足机器人变刚度力跟踪控制

针对液压驱动机器人在变刚度条件下力控制问题,建立了液压驱动四足机器人系统的阻抗模型和带有弹性负载的阀控缸模型.分析系统刚度变化对系统性能的影响,指出常规控制策略在精确足力跟踪控制中的不足,结合变刚度条件下阻抗模型和电液位置伺服系统的特点,提出实现精确足力跟踪的模糊自适应PID位置内环控制和模糊阻抗外环控制的复合控制策略.在半实物仿真平台上进行变刚度条件下的足力跟踪实验,仿真结果表明：在变刚度条件下,足力跟踪曲线最大超调及稳态误差均小于5%,调整时间基本相同,验证了所提控制策略的有效性.     

电液伺服系统力轨迹反馈线性化滑模跟踪控制研究

针对电液伺服系统执行器的负载、液压油黏度和系统压力等发生变化时,对电液力控制系统的跟踪性能会造成影响,且传统的滑模控制器在跟踪电液力轨迹时容易出现振颤现象等问题,设计一种反馈线性化滑模控制器,用于对电液伺服系统的力轨迹进行精确跟踪控制研究。根据液压流体的作用原理,建立阀的流量数学模型和液压缸的数学模型。在负载的力作用下,建立液压缸与负载力平衡的数学模型,将设计的反馈线性化滑模控制方法和传统的PID控制方法在MATLAB/Simulink平台进行建模仿真实验对比。结果表明,在追踪电液力轨迹时,相比PID控制方法,反馈线性化滑模控制器能够显著提高电液伺服系统的力轨迹跟踪精度。     

进给伺服系统模糊自整定控制建模与仿真

分析了模糊自整定PID控制器的特点,建立了二输入三输出的单变量二维速度环自整定模糊控制器,并将建立好的模糊PID控制器与数控机床进给伺服系统结合起来,构成了数控机床进给伺服系统模糊PID控制系统仿真模型,仿真结果表明,模糊自整定控制系统具有比普通PID控制系统更好的控制性能。     

基于微分器的直驱电液伺服系统离散滑模控制

直驱式容积控制电液伺服系统具有结构紧凑、效率高等优点,但该系统也存在着死区和非线性特征。为了解决该问题,本文建立了直驱式容积控制电液伺服系统的状态方程并对其进行了离散化。采用三阶积分链式微分器,通过对活塞杆位移的信号进行微分,实时得到活塞杆的速度和加速度信号,构成系统的全状态反馈。采用基于趋近率的离散滑模控制算法设计控制器并进行仿真和实验研究,结果表明,该控制器的位置跟踪特性明显优于PID控制器,能够提高直驱式容积控制电液伺服系统的控制性能。     

被动力伺服系统摩擦非线性控制

提出了一种用于补偿力伺服系统中摩擦力作用的基于非精确模型的非线性控制器。摩擦力是影响系统性能的一个重要因素,针对摩擦非线性对被动式电液力伺服系统跟踪性能的影响,提出一种用于力控制系统摩擦非线性补偿控制器。其基于Lyapunov稳定性定理,不需摩擦力矩的准确模型,只需参数上界值,是一种基于非精确摩擦模型的非线性控制器。仿真与实验结果表明:与一般的PID控制相比,该控制器能更好地消除摩擦非线性的影响。此算法对力控制系统的摩擦力抑制具有一定的借鉴作用。     

基于模糊自整定PID的直升机飞行控制律设计

在经典PID控制律基础上,引入模糊控制的概念设计模糊自整定PID控制律改进无人直升机姿态回路控制器,实现了PID控制器的参数在线自整定,并改善了控制器性能.通过Matlab对闭环系统进行算法仿真,表明模糊自整定PID控制器能够发挥优于传统PID控制器的控制性能.最后对所设计的控制器进行半物理仿真验证,通过对比典型输入指令下经典PID和模糊自整定PID两种控制器的控制效果,验证了模糊自整定PID对系统性能的优化.     

模糊PID控制交流伺服系统的研究

介绍了模糊PID控制器的构成与工作以及模糊PID控制器的交流伺服系统.交流伺服技术是研制开发各种先进机电一体化产品的关键性技术，由模糊PID组成的控制器无需知道系统的精确模型，采用模糊控制和PID控制的复合控制，使交流伺服系统具备了更强的鲁棒性和更为优良的动、静态性能.利用了变频器的多种控制功能，用编码器精确测速，控制算法采用了参数自整定PIDD算法，实现了精确的变频调速闭环控制.仿真结果表明，该交流伺服系统具有优良的性能和实际应用推广价值.     

基于模糊规则切换的转台伺服系统研究

以三轴转台伺服控制系统为研究对象,设计了一种基于模糊规则切换的模糊控制和模糊PID控制相结合的复合控制器.该控制器具有模糊控制超调量小、稳定性和鲁棒性好以及PID控制快速性、精度高的优点;基于模糊规则的切换保证了2种控制方法之间的平滑过渡,避免了阈值切换导致的系统不稳定.仿真结果表明,与传统PID控制相比,该复合控制方法能够有效提高三轴转台伺服控制系统的动态性能和鲁棒稳定性.     

直流无刷电机的模糊PI速度控制

在分析无刷直流电机数学模型的基础上,将模糊控制与传统的PID控制相结合,设计了模糊PI无刷直流电机速度控制器,并应用于调速伺服系统.仿真实验表明,用模糊PI控制器代替普通的PI控制器,可以使BLDC的整体性能得到显著改善,是高性能BLDC调速系统开发的一个重要方向.     

基于模糊PID的电液位置伺服控制器设计研究

介绍了电液位置伺服控制系统的组成与工作原理,并建立了系统的数学模型。将模糊控制与PID控制结合在一起,设计了模糊PID控制器,即通过模糊控制器输出对PID参数进行在线调整。利用MATLAB软件进行仿真,比较常规PID控制与模糊PID控制仿真结果,发现模糊PID控制器提高了系统的动态性能和稳态特性。     

基于模糊PID控制器的麦弗逊悬架联合仿真研究

通过实验测出磁流变阻尼器在不同电流作用下的力与速度关系的阻尼系数特征数据,并将所得阻尼数据导入麦弗逊悬架多体动力学模型;计算簧载质量速度及其变化率作为主动悬架控制的输出量;半主动悬架采用模糊PID复合控制器,用模糊控制策略对PID控制器在给定的参数范围内进行在线实时调整;在MATLAB中搭建悬架系统联合仿真模型。仿真计算结果表明:在各不同车速阶段,采用模糊PID复合控制器均对改善悬架的总体性能有明显作用;且车身垂直加速度、悬架动行程及车轮侧向滑移量在低频阶段改善突出,提升了整车在不同车速范围内的乘坐舒适性与操作稳定性。     

自适应模糊控制的再制造数控机床进给伺服系统动态特性分析

再制造数控机床的进给伺服系统是一个复杂的机电耦合系统,其动态特性直接关系到机床的整机性能.提出了一种新型的自适应FUZZY-PID位置控制策略.这种控制策略利用模糊算法的非线性控制特点,来提高PID控制器的控制灵活性和自适应能力.以再制造数控滚道磨床的水平进给伺服系统为研究对象,在Matlab/Simulink仿真平台下建立了控制器模型并进行了仿真研究.仿真结果表明,这种位置控制策略显著增强了系统的抗扰动能力,改善了系统的动态特性.     

一种提高伺服控制系统性能的设计方法

伺服系统往往存在非线性和不确定因素,影响系统的精度,其工作过程是时变的,且经常存在非线性扰动,常规控制器很难满足大范围高精度的控制需求。针对伺服系统的大范围高精度控制问题,将线性自抗扰控制器应用于伺服控制系统设计。分析了对象模型,给出了控制器设计过程和结果,在Matlab Sinulink进行了仿真实验,Quanser半实物仿真平台进行实际运行验证。结果显示该算法具有比PID控制算法更好的鲁棒性,且控制器设计简单,对高性能伺服系统的设计提供参考。     

一种提高伺服控制系统性能的设计方法

伺服系统往往存在非线性和不确定因素,其工作过程中参数是时变的,且经常存在非线性扰动,常规控制器很难满足大范围高精度的控制需求。针对伺服系统的大范围高精度控制问题,将线性自抗扰控制器应用于伺服控制系统设计。分析了对象模型,给出了控制器设计过程和结果,在Matlab Sinulink平台进行了仿真实验,并用Quanser半实物平台SER02进行实际验证。实验结果表明自抗扰控制算法具有比PID控制算法更好的鲁棒性,且控制器设计简单,为高性能伺服系统的设计提供参考。     

电液伺服系统神经网络辨识及控制器设计

针对阀控缸电液位置伺服系统非线性建模问题,采用神经网络进行系统模型辨识。采用LM遗传算法对三层BP神经网络的权值和阈值进行修正,通过训练系统的输入/输出数据建立非线性系统辨识模型。基于此模型,设计模糊PI控制器,利用智能权函数在线自动调整和修改模糊控制器的规则。利用x PC技术建立阀控缸伺服实验台,以实验台阶跃输出信号作为改进BP神经网络辨识信号,以实验台正弦输出信号作为验证信号。实验表明:该神经网络辨识模型的可信性得以验证;通过对比智能权函数模糊PI控制器和模糊控制器的实验曲线,表明前者控制效果更好。     

基于模糊RBF神经网络的永磁同步电机位置控制

针对比例-积分-微分(PID)控制器参数固定而引起永磁同步电机位置伺服系统控制效果不佳问题,设计了基于平滑切换的模糊PI控制和径向基函数(RBF)神经网络PID控制的位置控制器。暂态时,采用模糊PI控制;稳态时,采用RBF神经网络PID控制,两者中间采用模糊PI-RBF神经网络PID复合控制。该位置控制器既结合了模糊PI控制和RBF神经网络PID控制的优点又克服了各自的缺点。仿真结果表明,当永磁同步电机受到外部扰动时,采用模糊RBF神经网络控制器的永磁同步电机位置系统具有良好的动态性能,能够实现快速响应,做到精确定位,而且当负载变化时具有很强的抗干扰性。     

偏动式形状记忆合金驱动器系统建模与仿真

为了实现响应速度快、精度高的偏动式形状记忆合金驱动器控制系统,基于Kanaka-Liang提出的形状记忆合金材料一维本构关系建立了偏动式SMA驱动器的热动力学模型.针对形状记忆合金材料的非线性迟滞特性,结合PID控制和模糊控制各自的优点,设计了一种模糊增益自调整PID复合控制器方案,并对偏动式形状记忆合金驱动器的响应特性进行了仿真.仿真结果表明,与PID控制器和模糊控制器相比,模糊增益自调整PID复合控制器具有响应快、超调小、适应性好等优点.模糊增益自调整PID控制策略完全能满足偏动式形状记忆合金驱动器对控制精度的要求.     

模糊PID控制的助力模式对操纵稳定性影响分析

电动助力转向系统(EPS)设计中最重要的是助力控制模式的控制器设计。在PID控制的基础上引入了模糊控制,提出了基于模糊PID控制的助力控制模式;应用TruckSim和Simulink建立EPS联合仿真模型;采用常用的操纵稳定性开环和闭环两种评价方法进行PID控制和模糊PID控制仿真对比试验,研究模糊PID助力控制模式对EPS性能及整车操纵稳定性的影响。开环评价对比试验结果表明:模糊PID控制器的助力性能较好,但操纵稳定性略差一些。闭环对比试验表明:EPS助力控制模式能有效地提高转向系转向轻便性,模糊PID控制器作用下的操纵性和汽车行驶安全性较好。认为模糊PID控制器下的助力控制模式助力性能好于PID控制器,模糊PID控制器更适合EPS助力控制模式。     

在线学习自适应模糊控制器在水轮机调节中的应用

针对水轮发电机组系统具有时变非线性,传统的控制方法很难达到最优控制的特性,提出采用基于RBF神经网络和遗传算法的自适应模糊控制器来控制水轮发电机组运行.模糊控制器的比例因子、模糊推理规则和隶属函数由遗传算法在线寻优.由RBF神经网络进行被控对象的动态特性模型辨识,以评价模糊控制器控制性能.仿真实验表明,控制效果良好,特别在变工况和扰动情况下优于最优PID控制.     

基于模糊滑模控制的液压位置伺服系统仿真

以三通阀控非对称液压缸动力机构为例,建立液压位置伺服系统动态模型.提出了一种新型的模糊滑模控制器,并利用Matlah/Simulink对液压位置伺服系统进行仿真,验证了所设计的模糊滑模控制器比PID控制器具有更高的跟踪精度,同时有效抑制了普通滑模控制器存在的抖振,提高了液压位置伺服系统动态性能.