伺服压力机柔性加减速控制算法

针对正弦函数加减速算法在运行过程中存在加加速度突变,容易对传动系统产生柔性冲击的问题,提出了一种伺服压力机改进型柔性加减速控制算法,采用余弦函数作为伺服电动机加减速构造函数,推导出伺服电动机位移、速度、加速度和加加速度数学表达式,并详细分析其加减速模式。为该算法在伺服压力机加工工艺曲线设计中的应用奠定理论基础。     

对称肘杆伺服压力机运动控制器研究

伺服压力机是传统的机械部分和伺服控制系统的结合,其运动输出可控、生产高效、精度高、噪音低,在各个加工行业中都有广泛的应用。但由于压力机的滑块运动曲线不是恒定的正弦曲线,因此需要针对工件加工的工艺要求对滑块的位置进行标定和对工艺曲线进行相应的拟合与优化。针对此问题,设计了一种对称肘杆伺服压力机控制系统,以此来满足其运动控制功能和性能需求。经过仿真和实验结构表明,该设计可以更好的提高生产效率和加工精度,并且在生产过程中能够很灵活的运用。     

基于时域的分数阶PID动态矩阵控制算法改进

以FOPID(分数阶PID)控制和DMC(动态矩阵控制)为基础,提出了基于FOPID性能指标的FOPID-DMC算法。该算法既继承了FOPID算法的优点,具有多个可调参数,又可预测系统的输出。在时域内分析了FOPID-DMC控制器的参数对控制性能的影响,给出参数选取范围。通过仿真说明FOPID-DMC比DMC和PIDDMC算法控制性能更好,最后给出在过程控制实验装置应用中该算法与其他算法控制效果对比分析。     

基于LabVIEW分数阶控制器的机械臂控制

针对机械臂存在着参数摄动和外界干扰等不确定性,提出一种基于Lab VIEW分数阶控制器的机械臂控制方法,以提高机器人的跟踪控制精度和鲁棒性。在CompactRIO智能实时控制器和机箱的基础上利用NI9401对伺服电机的编码器信号进行采集处理,Lab VIEW软件编程控制NI9263输出模拟电压信号到伺服驱动器实现电机的力矩控制,算法采用分数阶PD控制器实现二自由度机械臂高速和高精度的运动控制,通过实验说明了该方法的工程有效性和可行性。     

快速刀具伺服分数阶PID控制仿真的研究

利用分数阶PID控制,提出了一种新的快速刀具伺服(FTS)跟踪控制方法,以改善FTS的控制性能。根据差分进化算法,讨论了分数阶PID控制器的参数整定;通过数值仿真,考察了该方法的可行性和有效性。针对FTS的轨迹跟踪,根据响应时间、跟踪精度等指标,详细比较了分数阶PID控制与传统PID控制的性能。仿真结果表明,分数阶PID控制器的阶跃响应时间约为5×10-7s,是PID控制响应时间的42%,对频率为1 kHz,幅值为1μm的正弦信号的跟踪误差约为6 nm,是PID跟踪误差的50%,验证了基于分数阶PID控制器实现FTS轨迹跟踪控制的可行性和优越性。     

基于CAPSO算法的修正炮弹分数阶控制器设计

为了提高修正炮弹系统模型的控制品质,采用分数阶控制器以取得更优的控制效果。针对分数阶控制器参数整定时大都需要公式推导、计算量大等问题,提出一种基于混沌自适应粒子群优化算法(CAPSO)并用于修正炮弹分数阶控制器的设计。将混沌算法与惯性权重调整的粒子群算法融合,对粒子群进行混沌初始化并对陷入局部最优的粒子进行混沌搜索,同时引入惯性权重非线性调整策略提高了算法的收敛精度,得到全局最优解。利用CAPSO算法对分数阶PIλDμ控制器的参数进行整定,并用于修正炮弹俯仰角稳定回路的控制中。通过仿真实验,验证了该优化算法的可行性。仿真结果表明,CAPSO算法在修正炮弹分数阶控制器的参数整定方面优于主导极点法、粒子群优化算法(PSO)等算法,与PSO算法相比调节时间减少了1.139 s、超调量减小了11.84%,具有收敛速度快、超调量小、稳定性好、抗干扰性强等特点;经CAPSO算法优化的分数阶PIλDμ控制器动态响应特性要优于整数阶PID控制器。     

基于时域的分数阶PID预测函数励磁控制器

为了提高电力系统的稳定性,将分数阶PID算法与预测函数算法相结合,提出了一种新型的基于时域的分数阶PID预测函数励磁控制器的设计方法.该算法不仅具有分数阶PID静态误差小、上升速度快以及预测函数算法超调小、调节时间短的优点,还克服了分数阶PID调节时间长和预测函数算法静态误差大的缺点,同时还比预测函数算法多出了5个可调参数,设计更加灵活.研究结果表明该算法不仅能有效地解决机端电压偏移问题,还能有效地抑制电网低频振荡,为电力系统稳定性控制提供了一种新型有效的方法.     

基于RTOS的伺服压力机数控系统

针对传统曲柄压力机工艺适应性差的问题,提出了一种以LPC 2468嵌入式CPU为核心,移植了实时操作系统μC-OSⅡ为平台的伺服压力机数控系统,操作者能够根据不同的冲压工艺设定不同的加工曲线.该数控系统在保证良好的实时性、稳定性的同时,具有良好的开放性、人机界面和网络支持.     

基于分数阶PIλDμ控制器的线控转向系统研究

根据线控转向系统的特点,建立了能够实现系统正常转向功能的前轮转向模块的动力学方程.考虑到系统性能受到参数的不确定性、未建模动态及前轮回正力矩的影响,基于分数阶微积分理论,提出了一种基于分数阶微积分理论的PIλDμ控制器,使得线控转向系统在所要求的频域范围具有鲁棒性.讨论了微、积分阶次以及拟合阶次对控制系统的影响.通过优化方法得到了分数阶PIλDμ控制器的5个设计参数,用Oustaloup递归算法对分数阶PIλDμ控制器进行了拟合,并据此建立了可在Matlab/simulink环境下使用的分数阶PIλDμ控制器仿真模型.最后对该控制系统进行了仿真分析,结果表明该控制器对提高转向系统性能的鲁棒性是有效的.     

基于驱控一体的伺服压力机控制系统研究

针对曲柄伺服压力机工作行程中,冲头滑块对电机轴等效转动惯量变化的问题,对伺服压力机电流环、速度环比例—积分(PI)控制器控制参数整定方法进行了研究。对曲柄滑块机构进行了运动学分析,确定了曲柄转角与滑块等效转动惯量之间的函数关系;提出了一种基于固高科技GTSD14系列智能驱动器的PI参数分段控制方法;在单个行程内根据曲柄处于不同位置区间时相对应的转动惯量,确定了控制器PI参数,以提升系统速度环、位置环的跟随性能;搭建了实验平台,以带有不同配重的伺服电机为对象进行了模拟实验。实验及研究结果表明:当系统实际惯量与控制器PI参数不匹配时,系统可以在线调整PI参数,使得电机速度环、位置环的跟随能力得到改善,从而验证了随着各段转动惯量变化而实时整定PI参数的可行性。     

分数阶PI~λD~μ控制器的设计

提出了一种分数阶控制器的设计方法,首先对S传递函数进行相应的Z变换,然后根据最短记忆法[1]用Grünwald Letnicov分数导数定义取其近似项,来完成分数阶控制器的设计.仿真结果证明这种方法是可行有效性的.     

基于蚁群算法分数阶PID控制器在温度控制系统的应用

针对温度控制系统的控制,提出了一种基于蚁群算法的分数阶PID控制方法。该控制器以系统误差、控制器输出、上升时间和超调量构成的函数为性能指标,利用蚁群算法全局搜索能力获取一组最优的PID参数Kp、Ki、Kd,并且能根据实时获取的误差在线调整PID参数。通过对比分析传统PID和分数阶PID,结果表明该温度控制器具有良好的动、静态特性,自适应性和鲁棒性好。     

分数阶PIλDμ控制器的设计

提出了一种分数阶控制器的设计方法,首先对S-传递函数进行相应的Z变换,然后根据最短记忆法[1]用Grünwald-Letnicov分数导数定义取其近似项,来完成分数阶控制器的设计.仿真结果证明这种方法是可行有效性的.     

伺服驱动回转头压力机

自从美国Wiedemann公司(现为村田机械公司的一部分)发明世界第一台回转头压力机以来,这种机床为简捷、高速地发展板材零件提供了一个极好的基础。回转头压力机对于计算机,电子器件等具有板材加工件的产品在美观、紧凑、适用等方面的进步起了重要作用。与此同时,带计算机控制的回转头压力机得到越来越广泛的应用。 由于技术进步和许多新的附件和附属装置的采用,回转头压力机的使用已从主要用于样机制造扩大到用于大批量生产中,现在又进一步扩大应用于小批量多品种生产。应用的行业包括空调器、计算机和衡器等,它既可独立使用,也可在板材柔性制造单元或系统中使用。     

基于UG的肘杆式伺服压力机动力学分析方法研究

文中主要对采用UG进行动力学分析的方法进行了研究,以肘杆式伺服压力机运动机构为例,介绍了UG动力学分析模型建立的过程,详细论述了获得压力机滑块运动特性与许用负荷图的分析方法,以期为采用UG进行机构动力学分析奠定基础。     

基于分数阶的磁流变液粘弹性研究

针对磁流变液粘弹性力学建模参数多、难度大的问题,引入分数阶微积分理论对磁流变液测试装置建立分数阶模型,通过对系统"黑箱"模型的参数识别间接研究磁流变液体的粘弹特性。在自研发的流变仪上针对不同的磁流变液体进行正弦波电流加载实验,发现分数阶模型下的理论数据能够较好地拟合实验数据,且磁流变液的粘弹性可由模型参数获得。结果表明:分数阶系统模型可以从系统角度观察磁流变液体的阻尼特性,且分数阶算子与磁流变液物质参数有关。     

车辆半主动悬架分数阶天棚阻尼控制器设计

为研究分数阶微积分在车辆半主动悬架控制中的应用效果,以某重载车辆空气悬架系统为研究对象,建立2自由度1/4车辆动力学控制方程,构建分数阶天棚阻尼控制器模型,讨论微分算子和阻尼系数对控制系统的影响。采用Oustaloup算法来模拟分数阶微积分,得到可在Matlab/Simulink中使用的控制器模型,并对该系统进行了仿真分析。结果表明:在不同路面激励下,在车身加速度和轮胎动载荷控制中,分数阶天棚阻尼控制优于整数阶天棚阻尼控制,被动悬架最差;而在悬架动挠度控制上,整数阶天棚控制最优,分数阶天棚次之,被动控制最差;从综合性能指标来看,分数阶天棚阻尼控制策略更能有效地抑制车身共振,提高驾乘舒适性和安全性。     

基于分数阶PI~λD~μ控制器的线控转向系统路感研究

建立了线控转向系统方向盘模块的动力学模型,提出了线控转向系统路感的分层控制策略。其中,上层控制策略主要是研究不同车速和方向盘转角下方向盘的目标回正力矩;下层控制策略主要是通过分数阶PIλDμ控制器,根据已经确定的方向盘目标回正力矩对路感模拟电机进行实时控制,以实现驾驶员的路感模拟和方向盘的回正。仿真结果表明,所设计的分数阶PIλDμ控制器能很好地满足实际需要。     

基于程序逻辑控制器控制的压力机改造

用程序逻辑控制器(PLC)改造压力机的电气控制系统,同时对润滑系统也进行改造,增加了PLC程序用于对润滑状态的监控;利用电子凸轮与PLC的结合,实现了离合器、制动器运行过程中的动态跟踪,确保设备稳定运行。