超精密加工伺服系统滑模控制技术研究

为实现超精密加工伺服系统高精度跟踪控制，建立了交流水磁同步电机伺服系统模型，研究了带扰动观测器补偿的滑模变结构控制方法，仿真结果表明，该控制策略有效地抑制了负载扰动引起的抖振，对参数波动也有较强的适应能力，可以有效地提高系统的跟踪特性。     

基于前馈控制的机床加工外形误差抑制

传统位置控制系统很难满足高精度、高响应定位要求,文章对伺服系统跟随误差引起的机床加工外形误差进行了分析,提出了一种基于伺服系统前馈控制功能,调整伺服系统位置控制参数,抑制数控机床加工外形误差的方法.     

基于前馈控制的高精度伺服系统北大核心

对高精度电机伺服系统的控制策略进行了研究,针对伺服系统闭环层次多造成的稳态误差大、响应慢的问题,采用速度和加速度前馈控制改善了系统的跟踪性能;针对系统抗扰性能差的问题,采取一种新型扰动观测器作为负载转矩观测器,对负载转矩观测结果进行补偿,有效解决了负载扰动造成结果波动大的问题。此转矩观测器的设计简单仅有一个控制参数,不含微分量,具有高频噪声小的优点。对控制策略建模仿真,结果表明:前馈控制可以有效降低稳态误差,改善系统跟踪性能;进行负载转矩观测并补偿,可明显降低扰动造成的超调。     

前馈控制对数控机床轮廓误差的影响

前馈控制可以提高交流伺服系统的跟踪性能,同时也是降低数控机床轮廓误差的一种有效手段.文章在速度前馈的基础上,研究了在电流闭环的给定信号上增加电流前馈作用的新型前馈控制结构,仿真结果显示该新型前馈控制结构很大幅度地提高了交流伺服系统在加减速段的位置跟踪性 能.将该控制结构应用到伺服割字机中,加工结果显示新控制结构下的轮廓误差有所减小,加工实物曲线更为平滑.     

电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制研究

传统PID方法在实现电液伺服造波机位置跟踪控制时,存在精度低、适应性差等不足,无法满足造波机系统的设计需求。为改善系统控制性能,提出电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制方法。首先建立造波机电液伺服系统的数学模型,并推导位置伺服控制系统中各环节的传递函数,然后设计了模糊自适应PID前馈补偿控制器,并运用MATLAB/Simulink实现了控制系统的设计和仿真。在造波机不同工况下,对比传统PID控制、模糊自适应PID控制和模糊自适应PID前馈补偿控制3种控制策略的仿真结果。结果表明：所提出的模糊自适应PID前馈控制方法能有效提高造波机电液伺服系统的动态性能和位置控制精度,并具有较强的自适应能力。     

学习前馈控制在高精度直线伺服系统中的应用

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统,在分析影响直线伺服跟踪精度因素的基础上,采用学习前馈控制(LFFC)策略对其进行有效的补偿控制.在系统和扰动定性知识的基础上,设计了基于B样条网络的学习前馈补偿控制.仿真结果表明,该控制策略有效地降低了负载扰动、端部效应、摩擦力及参数变化等对系统性能的影响,提高了直线伺服系统的跟踪精度.     

设限频域前馈板厚控制策略的研究

近年来随着板厚控制技术的发展,冷轧板带产品厚度精度有了显著提高,但现代化工业生产对板带产品厚度精度也提出了更高的要求,高精度冷轧板带仍需大量进口,所以深入研究如何进一步提高冷轧板带产品厚度精度具有重要意义。目前冷带轧机上应用的厚控系统主要是反馈式控制方式,这种控制方式虽然具有稳定可靠的特性,但有控制时滞的缺点,严重影响控制精度的进一步提高,而前馈控制策略虽然在理论上可以弥补反馈控制时滞的缺点,但实际应用情况表明,传统前馈存在着诸多局限性,针对传统前馈控制的重叠和抗噪问题,综合提出设限频域前馈板厚控制策略,并结合"频域"涵义扩展的思想,给出了前馈控制设限频域范围的确定和实现方法,并进行了对比实验,实验结果证明了该控制策略的优越性。     

交流伺服系统串级控制器应用设计

针对交流伺服系统高速、高精度的要求,以28X系列DSP为控制芯片,提出一种主副回路串级控制方法.速度环采用PI控制,消除系统稳态误差和提高系统响应速度;位置环采用二阶前馈比例控制,改善系统动态跟踪精度.通过不同工况下的实验研究,确定主副回路控制器的参数.结果表明,所设计的串级控制器能够保证伺服系统的动态性能.     

非对称液压缸位移伺服系统的复合控制策略与试验研究

非对称液压缸的位移伺服系统存在两腔作用面积不等、系统模型不确定等特点,给液压缸高精度位移跟踪控制造成了巨大的困难。对此,提出以速度前馈为主与位移反馈为辅的复合控制策略。设计一种新的以控制电流和阀口压差为自变量的伺服阀流量计算模型,并根据该模型设计液压测试回路,通过测试结果辨识模型中的参数。根据伺服阀流量模型与目标位移轨迹计算速度前馈控制量。基于PI控制求出位移误差反馈控制量。最后,将速度前馈和位移反馈控制量相叠加作为伺服阀的驱动电压。通过试验得出在复合控制策略下液压缸位移跟踪的最大误差与目标位移幅值之比为2.1%,相对PID控制跟踪误差明显减小。提出的控制策略为生产实际中非对称液压缸的位移跟踪控制提供了一种简单、有效的方法。     

基于摩擦补偿的电液作动器高精度控制

电液作动器因其集成度高、占用空间小,容易组成分布式集中控制系统,在航空航天与工程机械领域飞速发展,但是在低速运行工况下,由于摩擦力以及液压系统的非线性等因素,难以完成高精度轨迹跟踪工作甚至产生低速爬行。为此,从摩擦特性对电液作动器轨迹跟踪精度的影响出发,提出一种前馈补偿+ESO的控制策略,引入LuGre动态摩擦力中的鬃毛平均变形量,建立精确伺服系统状态空间方程,在Simulink平台上搭建摩擦力模型和泵控非对称缸模型,采用正弦位置指令对该解决方案的轨迹跟踪精度进行了仿真验证。结果表明:前馈补偿+ESO的控制策略跟踪误差仅为常规PID控制的1/4,跟踪精度达到0.2 mm。     

基于自适应滑模控制的随车起重机控制特性分析

为提高随车起重机的工作效率、改善控制性能、降低操作过程工作强度,对随车起重机液压控制系统的控制性能进行分析,提出一种自适应滑模控制方法。通过分析随车起重机液压控制系统工作原理和数学模型,设计了自适应滑模控制器;对比分析自适应滑模控制和PID控制系统的控制特性。结果表明：采用自适应滑模控制的随车起重机液压控制系统具有良好的稳定性、动态控制性能和伺服跟踪性能。     

可逆式四辊轧机液压AGC系统的仿真与分析

可逆式四辊轧机液压AGC系统作为板带厚度控制的关键机构之一,其动态性能的优劣直接影响板带厚度控制精度。在AMESim软件中建立液压AGC系统的位置控制模型,加入PID控制策略,分析影响其控制性能的因素,从而使可逆式四辊轧机的液压位置压下系统的控制性能得到优化。     

二维泵试验台测控系统的研制

为了验证设计的泵是否具有预期性能,需要测试其在给定工作条件下的技术特性和参数。针对这一要求,设计一种用于二维柱塞泵性能试验的测控系统。主要阐述了测试系统的硬件和软件设计过程,包括试验台的液压系统。最后完成了系统的调试,此测控系统工作可靠,满足性能要求。     

内燃机冷却水泵性能测试装置研究与设计

设计内燃机冷却水泵性能测试系统,介绍系统的硬件组成、软件设计及测试内容。系统采用了工控机IPC、工业触摸屏HMI、PLC三位一体、高效协同的控制理念,对温度、流量、转速等性能参数实施了包括PD、模糊PID等经典算法控制,采用LabVIEW开发了测试软件。系统已经具备对内燃机冷却水泵性能、汽蚀、密封性、可靠性等的检测能力,并且可以自动进行各项性能曲线拟合、报表生成,实现了高度自动化检测。     

基于QNX的助力器电液模拟加载器实时控制系统

为满足助力器电液模拟加载器控制系统的实时性需求,开发基于QNX的助力器电液模拟加载器实时控制系统。利用QNX实时操作系统精确定时性能,精确设定控制系统系统的控制周期。基于服务器/客户端模型编程实现多线程并发的实时控制系统,进一步应用互斥锁和条件变量实现线程同步。某型助力器加载试验结果表明:模拟加载器实时控制系统的实时性好,控制周期稳定为0.5 ms;多线程的共享数据读写正确,线程运行逻辑安全可靠;静、动态加载性能可满足实际工程应用。     

凿岩机冲击压力先导控制油路性能研究

凿岩机液压控制系统需根据推进和回转负载情况自动调整冲击回路的压力参数,以实现凿岩机多个运动部件间的压力流量精确匹配,从而实现高效凿岩和防空打功能。根据凿岩机冲击压力控制原理,结合实验数据建立了系统的非线性数学模型,利用方框图方法分析了先导控制回路的动态特性,找到了先导压力控制系统中结构参数、介质流动特性参数对系统工作性能的影响规律,为凿岩台车类产品开发提供参考。     

基于EPEC控制器的推土机控制系统及其牵引实验研究

将EPEC控制器引入到全液压推土机控制系统中,组成了以EPEC控制器为核心的控制系统,并搭建73.55 kW(100马力)推土机行驶驱动系统实验平台,对其牵引性能进行实验.实验结果表明:该控制系统能有效利用发动机功率,控制效果优良,性能稳定,为全液压推土机智能化研究提供了参考.     

电液伺服系统的预设性能自适应抗扰控制

针对电液伺服系统中的扰动抑制问题,提出一种预设性能自适应抗扰控制器。在所提出的控制架构中,针对所考虑的电液伺服系统动态模型设计一种自适应扩张状态观测器,对系统中所存在的内外集总干扰进行估计,并利用自适应的形式动态调节观测器增益。设计一种预设性能的自适应反步控制器补偿干扰,并控制系统输出误差在预期的区间内收〖JP2〗敛。在反馈控制器的设计中,利用神经网络逼近未补偿扰动及虚拟控制律的导数。利用Lyapunov理论分析系统的稳定性。通过仿真试验验证所提方法的有效性,并与传统控制方法进行比较。结果表明：所提出的控制方法具有更好的伺服和抗扰性能。     

基于Fuzzy-PID的单自由度液压实验台控制特性分析

针对单自由度液压实验台的高控制性能要求,对单自由度液压实验台液压控制系统的动态控制特性进行分析。分析单自由度液压实验台的工作原理及液压控制系统主要元部件的数学模型;对Fuzzy-PID控制器进行分析与设计;在AMESim-MATLAB中构建单自由度液压实验台液压控制系统的联合仿真模型。对采用Fuzzy-PID和常规PID控制的单自由度液压实验台的控制特性进行对比分析。结果表明:采用Fuzzy-PID控制的单自由度液压实验台具有优良的伺服跟踪性能。     

位置伺服系统模糊自适应滑模控制研究

位置伺服系统对响应速度、定位精度、抗扰性能等要求越来越高,传统PID控制实现容易,但依赖对象数学模型、性能有限,很难满足高要求。滑模控制不依赖对象模型、适用性强,因此提出一种对指数趋近速率进行自适应调整的滑模控制方法。以位置伺服系统为对象,分别采用PID控制、滑模控制、模糊自适应滑模控制进行定位控制及抗扰动性能的仿真及试验。结果表明:模糊自适应滑模控制较PID控制在快速定位及抗扰动性能上均明显占优;相比普通滑模控制,其动态性能更好。因此对于要求响应速度快、抗扰性能强的位置控制应用场合,提出的模糊自适应滑模控制适用性更好,有一定的应用价值。