液压容积调速系统静态前馈补偿仿真研究

虽然容积调速方法是一项传统内容,但在大力提倡节能环保的今天,由于它的节能特质,应该重新得到重视。基于泵变量调节或马达变量调节的液压容积调速系统,如果采用基于给定值的静态前馈补偿,可以很方便地确定前馈补偿控制律,进而实现静态前馈-反馈复合控制,针对不同的使用场合和控制要求,可以调整前馈和反馈控制器的权重,以获得最佳效果。采用这种控制方法,对于融合了变量泵调速和变量马达调速的宽范围液压容积调速系统,进行AMESim建模和仿真分析。结果表明,这一方法比常规PID方法具有更好的阶跃响应性能和正弦曲线跟踪性能。     

惯性稳定平台自适应前馈控制

结合反馈控制提出了一种自适应前馈控制方法来提高惯性稳定平台稳定控制的指令跟踪性能。应用子空间辨识算法,由输入输出数据辨识稳定平台动态模型的状态空间描述;采用频域回路成型方法设计反馈回路控制器,用于抑制外部扰动。应用递推最小二乘(RLS)自适应滤波器构建反馈控制回路逆模型,构造指令信号的全通特性,提高指令跟踪能力。针对不同的指令信号进行跟踪实验,验证了自适应前馈控制方法的有效性。实验结果表明:提出的自适应前馈方法对阶跃指令响应快,超调量可由反馈控制的30%降低至4.5%,对30 Hz正弦信号的响应幅值无衰减,相位滞后由反馈控制的90°降低至54°。得到的结果显著提高了系统的暂态性能,控制性能优于单独的反馈控制回路。     

具有迟滞和蠕变特性压电作动器的模糊自适应逆控制方法

针对具有迟滞和蠕变特性的压电作动器非线性模型,提出了一种前馈控制和反馈控制相结合的自适应模糊逆控制方案。在前馈控制器中压电作动器的迟滞和蠕变非线性特性的逆模型由自适应模糊逻辑系统近似;在反馈控制器中比例控制器用来调节压电作动器的输出误差。该方法可以实时补偿压电作动器的迟滞和蠕变特性,减少作动器跟踪误差。仿真计算结果表明了该方法的有效性。     

四轮主动转向的两自由度鲁棒控制

在传统前馈四轮主动转向控制的基础上，提出一种两自由度四轮主动转向鲁棒控制方法。该方法通过独立参数化两自由度控制结构的引入，实现了四轮转向系统对车速变化和轮胎侧偏刚度变化的独立补偿。其前馈控制器的设计与传统前馈四轮转向控制完全相同，反馈控制器的设计为一针对轮胎侧偏刚度不确定性的标准H∞控制问题。该方法既充分发挥了传统前馈控制的优点，又降低了反馈控制器的阶数。仿真结果表明，即使在较大的侧向加速度或低附着工况下，该方法亦可较好地实现稳态横摆角速度增益和质心侧偏角的控制，具有良好的鲁棒性。     

参数在线辨识的交流位置伺服系统前馈控制

研究了基于前馈控制的交流位置伺服系统的轨迹跟踪控制问题。提出一种自适应模型参数在线辨识的改进方法,用以快速、有效地辨识出模型参数的变化,并应用到前馈控制器中。研究结果表明,基于模型参数在线辨识的前馈控制可以实现位置伺服系统的高速、高精度跟踪控制。     

一种双轴直驱平台新型同步渐近跟踪控制设计

针对双轴直驱平台伺服系统中存在同步进给的问题,提出一种交叉耦合迭代学习控制器与自适应加加速度控制器相结合的新型同步控制方法。首先,构建同步误差,利用交叉耦合控制器解决双轴的耦合问题;设计自适应PD型学习律减小同步误差,实现双轴协调同步。采用模型前馈控制补偿系统的参数不确定性,提高系统的响应速度。自适应加加速度控制器抑制系统中外部扰动、摩擦力等不确定性因素,实现系统的渐近跟踪控制。加加速度积分后形成反馈控制律,保证了控制信号的稳定性和连续性。设计自适应更新律,使鲁棒增益实现指数收敛并削弱测量噪声对系统的影响,增强系统的鲁棒性。系统实验结果表明,该方法能够明显地提高系统的同步性能,改善双轴直驱平台伺服系统的控制精度。     

非最小相位系统自适应模型逆技术研究

针对非最小相位系统中的轨迹跟踪控制问题,基于非最小相位系统的闭环注入体系结构,对非最小相位系统的前馈控制器设计方法、模型逆技术以及自适应控制进行了研究。首先,采用非最小相位零点忽略技术、零相位误差跟踪控制技术和零幅度误差跟踪控制技术设计了系统的前馈控制器,并对3种模型逆技术进行了分析;在此基础上针对系统中非最小相位零点的偏移问题,采用遗忘因子最小二乘法实现了前馈控制器的自适应;最后进行了仿真和试验。研究结果表明:相对于使用零相位误差跟踪控制技术和非最小相位零点忽略技术,采用零幅度误差跟踪控制技术设计的前馈控制器能够更有效地提高非最小相位系统的跟踪精度,系统的轨迹跟踪误差分别减少了61.45%和56.27%;使用自适应算法能够实现对系统参数变化的自适应控制,提高了系统的抗干扰性能。     

常减压装置加热炉过程控制不稳定分析及改造

该文就炼油厂常减压装置中加热炉扩容改造中出现的物料出口温度控制不稳定的问题进行了分析，指出了旧的前馈一负反馈控制系统存在的问题，针对加热炉扩容后出现的控制大滞后问题提出了解决办法。选用霍尼韦尔可编程调节器，采用前馈一增益自适应的Smith预估补偿控制算法，满足了工艺要求，使加热炉出口温度的控制平稳，达到了预期的效果。     

MFA控制器在水厂加药絮凝控制系统中的应用

针对自来水厂加药絮凝过程这一难控对象,采用了无模型自适应控制技术（MFA）,以克服该过程的大惯性、大时滞、非线性和时变性等。无模型自适应控制系统已应用于广东省佛山市某水厂中试装置中,进行了大量的基于MFA的反馈控制和前馈-反馈复合控制的抗干扰实验。实验结果表明采用基于MFA的反馈加前馈的控制策略较好地克服了源水流量的波动以及源水浊度的干扰,取得良好的控制效果,可望进一步应用在生产规模的装置中。     

挖掘机液压混合动力系统跟踪控制研究

由于挖掘机混合动力系统参数的不确定性和系统的非线性给挖掘机的跟踪控制带来了巨大的困难。对此,构建了挖掘机液压混合动力系统模型,并采用改进的自适应鲁棒控制（ARC）实现挖掘机液压混合动力系统的跟踪控制。根据挖掘机液压混合动力系统,对液压系统、挖掘机动力学和发动机进行数学建模。利用线性稳定反馈控制规律,采用改进的自适应鲁棒控制,使挖掘机液压混合动力系统具有足够大的反馈增益。最后对斗杆、动臂和铲斗的倾角进行跟踪仿真实验,给出了系统模型位置和速度的跟踪误差,并与PI控制进行比较分析。结果表明：相比于PI控制,ARC控制下的斗杆、动臂和铲斗倾角的最大振幅波动率和倾角的波动范围都有所降低,且回转位置和速度的跟踪误差超调较小。说明采用ARC控制的挖掘机混合动力系统控制方法,能够更好的补偿系统模型的非线性,具有较好的控制稳定性以及跟踪精度。     

IMPROVE THE KINETIC PERFORMANCE OF THE PUMP CONTROLLED CLAMPING UNIT IN PLASTIC INJECTION MOLDING MACHINE WITH ADAPTIVE CONTROL STRATEGY

The kinetic characteristics of the clamping unit of plastic injection molding machine that is controlled by close loop with newly developed double speed variable pump unit are investigated. Considering the wide variation of the cylinder equivalent mass caused by the transmission ratio of clamping unit and the severe instantaneous impact force acted on the cylinder during the mold closing and opening process, an adaptive control principle of parameter and structure is proposed to improve its kinetic performance. The adaptive correlation between the acceleration feedback gain and the variable mass is derived. The pressure differential feedback is introduced to improve the dynamic performance in the case of small inertia and heavy impact load. The adaptation of sum pressure to load is used to reduce the energy loss of the system. The research results are verified by the simulation and experiment. The investigation method and the conclusions are also suitable for the differential cylinder system controlled by the traditional servo pump unit.     

A novel dual closed-loop control scheme based on repetitive control for grid-connected inverters with an LCL filter

Grid-connected inverters with LCL filters need high steady-state control accuracy, fast dynamic response performance, and strong robustness to guarantee the power quality. However, there are many problems in traditional control strategies that restrict improvements to control system performance, such as poor dynamic performance of traditional single-repetitive control, large ripples, low steady-state accuracy of inverter current feedback based repetitive dual-loop control or grid-current feedback based single-loop proportional-integral control. In this paper, a novel dual closed-loop repetitive control strategy based on grid current feedback is proposed for single-phase grid-connected inverters with LCL filters. The proportional-integral inner loop is stabilized by using an inherent one-beat delay achieved by digital controller. Based on the inner loop system, a detailed design scheme of a repetitive controller is presented, through which direct control of the grid current is realized, the reference is tracked perfectly to a zero phase shift, and high-attenuation gain is achieved in the high frequency range. In particular, the gird-voltage feed forward control and current reference feedforward control are adopted to suppress grid-voltage disturbance and increase dynamic tracking performance. Finally, the simulation and experimental results show that the proposed method has the advantages of high steady-state accuracy, fast dynamic response, and anti-disturbance ability.     

四旋翼飞行器的自适应鲁棒滑模控制器设计

针对四旋翼欠驱动系统的姿态控制问题,提出一种自适应鲁棒滑模控制方法。对四旋翼系统实现了双环控制,内环为姿态控制,外环为位置控制。根据牛顿-欧拉方程建立了四旋翼系统的动力学模型,针对系统中的外部扰动和参数摄动等不确定性因素,设计了基于Lyapunov稳定控制算法,内环使用自适应鲁棒滑模控制;外环使用鲁棒控制。仿真和实验表明所提控制策略对外界扰动和模型的不确定性具有较强的鲁棒性。     

Versatile Pump Controller for Continuous Flow Methods

ABSTRACT

A computer-driven pump controller capable of providing voltage, current and pulsed outputs for up to five pumps in analytical systems is described. The controller is ideal for situations which require remote control of speed and direction for many pumps of different types. The design is based on the Advanced Micro Devices 9513 system timer chip and provides 0-10 V, 0-25 mA and pulsed TTL outputs to control each pump. In addition, phase-locked loop circuitry allows feedback for speed regulation of certain pumps. For control of stop/start, direction or other functions, eight independently programmable TTL outputs are provided. The controller is inexpensive and designed to be driven from the parallel printer port of an IBM PC compatible computer for maximum portability. Other uses of the interface are also possible.     

Fuzzy control of multivariable process by modified error decoupling

In this paper, a control concept for the squared (equal number of inputs and outputs) multivariable process systems is given. The proposed control system consists of two parts, single loop fuzzy controllers in each loop and a centralized decoupling unit. The fuzzy control system uses feedback control to minimize the error in the loop and the decoupler uses an adaptive technique to mitigate loop interactions. The decoupler predicts the interacting loop changes and modifies the input (error) of the loop controller. The controller was tested on the simulation model of "single component vaporizer" process. The results indicate that the decoupling controller shows better performance for set point and load changes.     

A double-loop structure in the adaptive generalized predictive control algorithm for control of robot end-point contact force

Robot force control is an essential issue in robotic intelligence. There is much high uncertainty when robot end-effector contacts with the environment. Because of the environment stiffness effects on the system of the robot end-effector contact with environment, the adaptive generalized predictive control algorithm based on quantitative feedback theory is designed for robot end-point contact force system. The controller of the internal loop is designed on the foundation of QFT to control the uncertainty of the system. An adaptive GPC algorithm is used to design external loop controller to improve the performance and the robustness of the system. Two closed loops used in the design approach realize the system?s performance and improve the robustness. The simulation results show that the algorithm of the robot end-effector contacting force control system is effective.     

智能牵引机动力系统功率匹配与自适应控制

为使智能牵引机在负载多变条件下动力系统功率匹配,需通过控制液压泵排量调节发动机转速.建立发动机与液压泵仿真模型,采取模糊控制策略制定发动机与液压泵反馈调节控制系统.利用MATLAB/Simulink建立发动机与液压泵动力系统功率匹配控制系统仿真模型,通过设置发动机油门开度、工作负载和发动机目标转速,仿真模拟牵引机实际施...     

塔吊高效运行控制器算法研究

目前国内外的塔吊装置都是以安全监控为主,针对实现塔吊高效运行的目的采用双闭环控制算法,其中外环即电流环只是以跟踪性能为主,所以采用常规PID。对于内环即转速环,采用模糊自适应PID算法,除了可以使系统在输入量为时变时有较好的动态性能之外,当系统的参数发生变化即受到干扰或负载变化的情况下,系统可以拥有较好的调节性能。从而极大的提高了工作效率。另外在塔吊的起身机构从启动到稳定的快速平滑的运行采用准时间最优控制算法来实现。最终实现辅助塔吊进行高效运行的目的,即完成对塔吊高效运行控制器的设计目的。     

发动机-变量泵功率匹配极限负荷控制

根据负荷多变工况条件下发动机一变量泵系统的节能要求，分析了发动机功率极限负荷的控制机理；运用转速传感控制原理，提出了变量泵随发动机功率变化进行功率匹配的动态调节方法；给出了发动机-电比例控制变量泵功率匹配控制方框图，推导出系统控制调节传递函数。实验证明：外负荷变化时变量泵吸收功率与发动机输出功率基本匹配，发动机无须功率储备就可以保持正常工作，节能效果明显。