基于自适应滤波控制器的主动升沉补偿控制的研究

对主动升沉补偿系统的输出速度进行准确的控制,有利于提高拉伸对负载牵引的稳定性和精确性。设计了自适应滤波控制器,用以对主动升沉补偿系统进行控制。从分析升沉补偿系统的结构出发,明确了其结构组成及各结构之间的关系,利用液压马达和负载的转动惯量总和,计算出电液比例阀的阀口压降,采用该压降值获取了液压马达的角速度及流量。以牛顿第二定律为依据,建立了负载运动位移和拉绳位移的关系式,将外加扰动力纳入负载张力的计算过程,构造了负载张力的计算模型。采用设定速度与实际速度的误差值,建立了虚拟控制器,并利用其定义了误差面和鲁棒虚拟控制器,通过鲁棒虚拟控制器,在一阶滤波器的基础上设计了自适应滤波控制器,进而获取到控制信号。利用自适应滤波控制器及滑模控制器对设定的突变速度和振荡速度进行跟踪实验,从其跟踪结果可以发现,在对突变速度和振荡速度进行跟踪时,自适应滤波控制器比滑模控制器的跟踪误差分别降低了19.60%和9.83%。由此说明,本文所设计自适应滤波控制器,对设定速度的跟踪性能较好,能够对主动升沉补偿系统进行良好的控制。     

深海作业主动升沉补偿起重机

当前深海作业对海洋工程装备的要求不断提高,主动升沉补偿起重机应运而生。文中在国内外研究成果基础上,从环境适应性、补偿系统与起重机适配性、补偿系统与起重机功率集发等关键技术出发,介绍了起重机研制过程中的技术路线,设计制造了一种具有能量回收功能的深海作业主动升沉补偿起重机结构样机,采用折臂式结构形式和绞车式主动升沉补偿系统,并对样机进行试验验证,起重机起吊能力达到200t,试验结果与国外同类型吊机参数进行了对比总结,样机补偿精度超95%。     

水下拖曳升沉补偿系统设计及其内模鲁棒控制

为补偿拖船升沉运动对拖体深度的影响并提高深度补偿精度,设计基于进油节流、回油节流切换控制的水下拖曳升沉补偿电液控制系统。提出具有外层升沉补偿控制子系统和内层位置伺服控制子系统双层结构的升沉补偿控制系统总体设计方案,其中外层子系统采集拖体深度,升沉补偿控制器输出拖缆绞车运动目标角位移,内层子系统在时变拖缆张力力矩干扰下实现对目标角位移的快速、无静差跟踪。针对内层控制子系统的被控对象——电液控制系统存在建模误差和参数摄动并承受时变拖缆张力力矩干扰的特点,应用内模控制策略完成了内层内模鲁棒控制器的设计。仿真和试验研究表明,内层位置伺服控制子系统抗干扰能力强,对系统建模精度要求低,参数整定方便,具有良好的动态性能。     

船用起重机主动升沉补偿系统时延的实时控制研究

针对基于液压驱动的主动升沉补偿系统在工作过程中所存在的非线性以及系统时滞等使系统稳定控制难度加大的问题,进行了基于广义预测控制的控制系统算法的设计;在系统控制稳定的基础上,引入极短期预报技术,解决了控制系统实时补偿输出总是滞后于起重母船升沉运动的问题,实现了主动升沉补偿系统对实时补偿功能的要求;最后在MATLAB/Si...     

力干扰下的电液位置系统自适应鲁棒控制

在建立整个电液位置伺服系统的非线性方程中，由于未考虑到外界的未知干扰和建模过程中参数的变化，即液压缸黏性阻尼系数、液压缸总泄漏系数、液压油弹性体积模量会随外负载、工作温度等不同条件发生变化，模型的准确性会受到影响。通过自适应的方法让相应的参数实时变化，提高整个系统的稳定性。通过干扰观测器补偿外界的未知状况，从而提高整个系统的鲁棒性。通过对设计的控制器进行试验，实现对干扰的抑制。试验结果显示，该控制器对电液位置伺服系统的鲁棒性有明显的提高。     

液压绞车主动升沉补偿控制研究

对水下机器人铠缆收放绞车进行主动升沉补偿控制,可以提高水下机器人作业和收放的安全性能.该文建立了液压绞车的主动升沉补偿控制模型,通过测量母船升沉运动进行主动升沉补偿控制,并采用了前馈控制器以提高液压绞车的响应速度.试验表明,液压绞车主动升沉补偿前馈控制可以得到较高的水下机器人升沉补偿效率.     

二次调节主动升沉补偿系统的控制特性研究

船用起重机的主动升沉补偿系统可以提高工作船在恶劣海况下作业时的安全性和效率,有效减小由船体升沉运动引起的缆绳张力变化。基于二次调节静液传动技术设计了船用起重机绞车驱动系统,建立了升沉补偿系统数学模型,构造了包含二次单元变量油缸位置环、二次单元马达速度环及起重机货物位置环的三闭环控制结构。随后,将船体的升沉运动作为可测干扰,应用结构不变性原理设计了前馈补偿器,并利用缆绳张力构造了起重机货物位移的状态观测器。最后通过仿真实例验证了控制器设计方法的有效性。     

海上作业起重机主动升沉补偿系统的设计与分析

为补偿船用起重机在海上作业时的升沉运动,构造了基于二次调节静液传动技术的绞车液压驱动系统。首先,建立了升沉补偿系统的完整数学模型,提出了包含二次单元变量油缸位置环、二次单元马达速度环及二次单元马达位置环的三闭环控制结构。然后,给出了三闭环控制器的设计方法,为了得到起重机货物的位移,利用钢丝绳张力设计了状态观测器。最后,给出了一个设计实例,通过数字仿真从频域角度分析了升沉补偿系统的动态特性,为控制策略的研究打下基础。     

节能型主动升沉补偿液压驱动系统设计及仿真研究

为了减小海浪、洋流对海上起重机作业稳定性的影响,保障海上作业安全进行,并针对当前主动升沉补偿系统动作频率高、能量损失严重等问题,分析升沉运动的补偿原理及系统节能潜力,设计了一种能够对负载势能进行能量回收的节能型主动绞车升沉补偿液压驱动系统,并对能量回收系统进行了具体元件的参数设计,应用AMESim软件建立了该补偿系统的仿真模型,并对典型工况进行仿真分析,研究系统的补偿性能及补偿过程中能量回收效率。结果表明,该系统可以实现较高的补偿精度,并且节能效果明显。     

基于自适应干扰观测器的输出反馈控制器设计

针对非线性系统存在外部系统参数矩阵未知的情况,设计自适应律估计未知参数矩阵;构造状态观测器及自适应干扰观测器估计出系统状态和外部干扰;利用估计信息,设计基于自适应干扰观测器的输出反馈复合控制器,补偿和抑制外部干扰对系统的影响.通过仿真对自适应干扰观测器与传统干扰观测器的估计效果进行对比分析,验证了该控制方法对改善系统抗干扰能力的有效性.     

基于自适应干扰观测器的输出反馈控制器设计

针对非线性系统存在外部系统参数矩阵未知的情况,设计自适应律估计未知参数矩阵;构造状态观测器及自适应干扰观测器估计出系统状态和外部干扰;利用估计信息,设计基于自适应干扰观测器的输出反馈复合控制器,补偿和抑制外部干扰对系统的影响.通过仿真对自适应干扰观测器与传统干扰观测器的估计效果进行对比分析,验证了该控制方法对改善系统抗干扰能力的有效性.     

1000 hp主动钻井升沉补偿绞车的研制

概述了钻井升沉补偿绞车系统的技术现状,介绍了国内外补偿绞车的发展情况。对主动补偿绞车的特点和补偿原理进行了介绍,研制了一种交流变频电驱动的1000 hp主动钻井升沉补偿绞车,适用于4000 m勘察船。对补偿绞车的补偿原理、设计计算、联合仿真进行了技术分析。补偿绞车的厂内试验表明,补偿绞车的补偿速度、补偿精度达到设计要求,对海洋补偿绞车的发展起到重要指导作用。     

基于扩展干扰观测器的高频响比例阀非线性控制

高频响比例阀控制器采用先进非线性控制算法可以有效提升其控制性能,但是由于高频响比例阀中无速度和加速度测量值,无法满足全状态反馈的严格条件。该文研究一种扩展的干扰观测器,并基于此设计了非线性级联控制器。研究的扩展干扰观测器由非线性级联控制器的估计误差和虚拟输入差异共同驱动,并采用李雅普诺夫理论证明了整个闭环系统的稳定性,实验结果表明,相比于其他常见控制策略,该控制器具有更好的性能。     

采用扩展滑模观测器的数控机床永磁同步电机鲁棒控制方法

为了实现对数控机床永磁同步电机转速的高精度控制,考虑负载转矩扰动、电路和磁路扰动等因素,采用扩展滑模观测器设计了鲁棒控制方法.首先建立了带有复合干扰的永磁同步电机模型,然后将复合干扰作为扩展状态,设计了扩展滑模观测器,实现了对转速、转动加速度和复合干扰的精确估计,并进行了收敛性和稳定性分析,最后提出了一种新型滑模趋近律...     

基于模糊干扰观测器的电动Stewart平台自适应模糊控制

建立了一个电动Stewart平台的统一动力学模型,并基于它设计了一种新型的自适应模糊控制算法。这个统一的动力学模型在任务空间中使用了Newton-Euler方法建立,同时结合了平台动力学和执行器动力学模型。自适应模糊控制算法使用计算力矩方法设计运动平台标称模型的逆动力学控制器,然后使用基于模糊干扰观测器的自适应模糊控制器对模型的不确定性和外部扰动进行补偿。通过数值仿真分析表明,在不引入高增益控制器的情况下,成功地消除了平台参数的不确定性和外部干扰的影响,保证了平台的跟踪性能。     

基于干扰观测器的机械臂自适应模糊滑模控制

机械臂在轨迹跟踪控制中存在建模误差和外界干扰等问题。为了提高机械臂轨迹跟踪的精度和速度,设计了一种基于干扰观测器的机械臂自适应模糊滑模控制策略。首先,使用新型趋近律来减小机械臂滑模控制系统中抖振的影响;其次,采用干扰观测器对机械臂建模误差和外界干扰进行估计,根据干扰观测器的观测值对机械臂的输入力矩进行补偿;最后,对于无法观测的部分,采用模糊系统中的万能逼近原理对未知的干扰进行估计,进一步提高机械臂的轨迹跟踪性能。通过仿真试验表明,该控制策略不仅可以克服建模误差和外界干扰所带来的影响,还可以有效地削弱系统的抖振,保证了机械臂各关节位置跟踪的精度和速度。同时也说明了该控制策略的有正确性和有效性。     

采用液压驱动的主动升沉补偿模型控制研究

当前,船舶在海面上生产时,容易受到海水激励波形的干扰,导致船舶运动上下波动,不能很好地满足海底探测任务.对此,创建了船舶液压升沉主动补偿系统简图模型,给出了液压升沉补偿的工作过程,分析了PID控制器和模型预测控制器,设计了液压升沉主动补偿系统并联控制器.设定期望运动轨迹,采用MATLAB软件对船舶运动轨迹跟踪误差进行仿真,分别与改进前两种控制方法输出误差对比.结果显示:随着缆绳长度的增加,控制系统响应时间就会延长,补偿精度也会降低,但是并联控制器跟踪误差始终优于PID控制器和模型预测控制器,克服了传统控制系统响应的滞后性.采用并联控制器,能够自适应调节液压升沉主动补偿系统,降低海水波形对船舶运动的影响,提高船舶在海面行驶的稳定性和安全性,更好的满足海底探测任务.     

深海作业起重机升沉补偿系统研究进展

船用起重机升沉补偿系统设计制造已成为海工装备制造业的一种核心技术。本文对升沉补偿技术的分类、原理及研究历史、现状进行深入分析,突出深海作业与主动补偿相关内容,表明该技术对海工装备制造业的重要性,论文对研究深海作业升沉补偿具有方向性指导意义。