基于位置姿势控制的并联机械手运动误差仿真分析

针对并联机械手液压驱动的运动位移和角位移跟踪误差较大问题,设计了自整定模糊前馈PID控制系统,并对运动位移和角位移误差进行仿真验证。创建了液压驱动并联机械手平面简图,推导出二自由度并联机械手运动位移和角位移方程式。设计了自整定模糊前馈PID控制器,采用MATLAB软件对并联机械手运动位移和角位移跟踪误差进行仿真,并且与模糊PID控制方法进行对比。结果表明:采用模糊前馈PID控制器优于模糊PID控制器,二自由度并联机械手运动位移和角位移跟踪误差较小。采用模糊前馈PID控制器,二自由度并联机械手跟踪误差波动幅度较小,提高了并联机械手运动追踪精度。     

风力机液压变桨距控制系统建模与动态特性分析

建立风力机液压变桨距控制系统数学模型,利用MATLAB/Simulink对系统进行了仿真分析,并验证了其稳定性,证明了液压变桨距控制系统设计的可行性以及设计参数的准确性。同时加入PID校正环节并基与Ziegler-Nichols理论整定PID控制器参数,提高了控制系统的动态特性。     

多缸液压机的模糊自整定积分分离PID同步控制北大核心CSCD

为了减小多缸液压机对给定位移的跟踪误差和液压缸之间的同步误差,设计了相邻交叉耦合模糊自整定积分分离PID同步控制器。以液压阀的阀控电压为控制量,以活塞杆位移为输出量,建立了同步控制系统的动力学方程。选择相邻交叉耦合同步控制方案作为基础方案,将积分分离PID控制与模糊理论相结合,提出了模糊自整定积分分离PID控制方法。仿真结果表明:从超调量、调节时间、同步误差的角度讲,相邻交叉耦合同步控制的效果优于主从同步方案和同等同步方案,模糊自整定积分分离PID控制优于模糊PID控制。经3000 kN液压机控制实验验证,在最大负载为270.4 kN的情况下,液压机压制过程的超调量为3.2%,最大同步误差为0.17 mm,说明设计的控制器具有较好的同步控制效果。     

自整定模糊PID控制在脱硫搅拌速度控制系统中的应用

以铁水预处理脱硫搅拌器速度控制系统为研究对象,介绍铁水脱硫搅拌器液压系统及其控制策略;设计基于自整定模糊PID的脱硫搅拌器速度控制器及模糊控制规则;通过仿真,对比传统PID控制、自整定模糊控制及自整定模糊PID控制的阶跃响应曲线.结果表明,自整定模糊PID控制响应速度快,稳态误差小.     

基于优化非线性控制的液压制动系统压力跟踪仿真研究

为提高车辆制动过程中控制系统的响应速度,设计车辆液压制动非线性PID控制优化系统,并对制动压力跟踪效果进行仿真。给出车辆液压制动系统平面图,分析车辆行驶和制动过程中液压系统的工作原理。采用数学模型对车辆液压制动系统进行简化,针对输入的不确定性设计了非线性PID控制系统。采用遗传算法对非线性PID控制系统进行优化,给出了液压制动非线性PID控制系统的优化流程。在不同初始状态和不同压力信号条件下,采用MATLAB软件对制动压力跟踪误差进行仿真,并与优化前的仿真结果进行对比和分析。结果表明:在非线性PID控制系统中,液压制动压力跟踪误差较大,控制参数调整速度较慢;在遗传算法优化后的非线性PID控制系统中,液压制动压力跟踪误差较小,控制参数调整速度较快。采用遗传算法优化非线性PID控制系统,可以提高整个系统的反应速度,获得良好的制动效果。     

轧机多缸调平系统耦合同步控制方法

为提高轧机多缸调平系统的运行平稳性,保证生产带板精度,提出了一种多缸调平系统的液压同步控制技术。建立多缸同步控制系统数学模型,确定系统载荷与各油缸伸缩位移之间的线性方程,以及同步控制系统负载特性的非线性方程。使用环形耦合多缸同步控制策略,综合考虑单个油缸相对于设定油缸位移的跟踪误差和相邻油缸之间的同步误差。利用变论域方法,建立基于变论域模糊PID的多缸同步控制的误差补偿控制算法。实验研究表明,该研究方法的最大俯仰倾角的均值,相比其他方法分别降低了14. 33%、3. 51%和11. 29%,最大翻滚倾角的均值相比其他方法分别降低了15. 01%、2. 61%和9. 04%,最大同步误差的均值相比其他方法分别降低了17. 09%、5. 09%和9. 79%。验证了环形耦合控制策略和变论域模糊PID控制算法实现高精度的多缸同步控制技术的可行性。     

热处理电阻炉温控系统中PID控制参数的整定

为进一步改进电阻炉温度控制系统PID参数整定的稳定性,从电阻炉温控的传递函数出发,分析了PID控制的合理性,给出了炉温控制系统设计的传递函数,理论上分析了Ziegler-Nichols参数整定,对一般PID控制、积分PID以及神经自适应PID等方面进行了参数整定比较分析。结果表明,在电阻炉温度控制系统参数整定中,神经元自适应PID控制效果优势明显,积分分离PID相对于一般的PID有一定的改进。     

锻造机双缸液压同步控制系统建模及仿真

为了提高锻造机双缸液压同步控制的精度,以便保证锻造成形的质量,简化锻造机双缸液压同步电液伺服控制系统模型,推导同步控制系统模型,得到控制目标方程。使用单神经元PID控制算法和交叉耦合算法作为锻造机双缸液压同步控制算法,通过仿真,分别得到并对比了使用常规模糊PID控制算法与模糊-单神经元PID控制算法作用下的锻造机左右液压缸的位置跟踪误差、相对同步控制误差以及液压缸的速度和压力跟踪误差。结果表明,相比于常规模糊PID控制算法,模糊-单神经元PID控制算法下的系统能够更快速地收敛,说明模糊-单神经元PID控制算法使得锻造机双缸液压同步电液伺服控制系统具有更强的鲁棒性。实验结果与仿真结果的变化规律一致,两者之间的误差小于10%,验证了提出的锻造机双缸液压同步控制方法的可行性。     

凿岩台车双三角支撑液压伺服系统建模与仿真研究

以8自由度多关节型凿岩台车机械臂为研究对象,在介绍凿岩台车双三角支撑结构的基础上,对独立的双三角支撑液压位置伺服系统进行数学建模,并利用MATLAB软件绘制其Bode图得到系统的动态特性。使用Z-N整定法整定PID参数,在Simulink中对系统进行仿真。结果显示:使用PID控制器的控制系统其稳定性、响应速度以及抗干扰能力满足实际使用要求。     

基于PID参数模糊自整定控制的电动助力转向系统跟随性研究

针对汽车电动助力转向系统(EPS)对控制系统的高跟踪性、高协调性要求,在分析PID控制及PID参数变化对系统性能影响的基础上,提出用模糊推理方法在动态过程中改变PID参数模糊自整定控制策略.仿真结果表明,所设计的电动转向控制系统具有良好的跟踪性能,较好地保证了控制量的可靠性和系统的实时性.     

基于反步法控制器的双缸液压系统同步运动控制研究

由于锻造液压机受到诸多内在、外在因素的影响,使得其双缸同步控制精度不满足工况需求。针对此问题,以传统双缸同步控制系统为研究对象,建立液压缸位置控制系统运动学模型,结合Lyapunov稳定性理论,设计反步法控制器,并且应用于并联同步控制结构中;分别搭建基于反步法控制器和PID控制器的双缸同步控制系统AMESim与Simulink联合仿真模型,并进行联合仿真。结果表明：与PID控制器相比,从阶跃响应方面看,反步法控制器最大同步误差减小了62.3%,调定时间减少了26.96%;从正弦跟踪能力方面看,反步法控制器滞后性显著降低,并且能够满足双缸同步控制要求。     

多工位油缸试验台抓手定位精度的模糊PID控制

为解决液压油缸出厂试验过程中由于油缸抓手抓放定位误差导致抓放失败，进而导致试验台损坏和影响工作效率的问题，实现油缸抓手快速准确抓放油缸，采取模糊PID控制算法实现多工位油缸试验台油缸抓手的步进定位控制，多工位油缸试验台测试对象为两相混合式步进电机。通过对固定参数PID的模拟分析，得出系统最优PID参数为K_p=22、K_i=0.26、K_d=1.40。在此参数下，通过模糊PID控制与固定参数PID控制对比分析，得出模糊PID控制系统达到稳态所需的时间和响应速度均优于固定参数PID控制系统。加入扰动后，对比分析模糊PID控制与固定参数PID的控制效果得出，在车间扰动环境下，步进电机控制系统响应迅速、控制稳定，模糊PID控制效果明显优于固定参数PID控制。最后通过线下车间试验台实践验证得出模糊PID优化控制算法满足油缸抓手定位精度的要求。     

离心铸造机液压控制系统的设计与实现

根据离心铸造机液压控制的需要,运用自整定PID控制方法与计算机控制技术,设计了一种离心铸造机液压控制系统。阐述了系统的硬件组成与自整定PID控制方法,重点介绍了系统的软件设计与实现方法。通过离心铸造机液压控制系统的应用,实现了浇铸过程中液压系统更好的控制,提高了工艺过程的稳定性。     

风电机组叶片静力加载系统及控制研究

设计了基于控制器的多节点静力加载系统,并对液压动力系统特性进行了分析。基于模糊控制理论设计了参数自整定PID(比例-积分-微分)控制器,采用Lab VIEW/AMESim对静力加载控制系统进行了联合仿真,仿真表明模糊PID控制器具有良好的抗干扰能力,改善了静力加载系统的动态响应。试验结果证明,各节点在加载过程中具有良好的协调性能,提高了加载的精度。     

注塑机螺杆螺纹等离子喷焊速度控制系统的设计与仿真

为了使焊枪高效精确地完成作业,设计了注塑机螺杆螺纹等离子喷焊速度控制系统,并进行了仿真。根据螺杆螺纹的规律,设计了双电机转速的主从同步控制系统,完成焊枪的准确运动。由于双电机转速主从同步控制具有比较大的滞后性,采用Smith预测补偿和单神经元PID控制相结合的方式,应用单神经元对PID进行参数整定,通过电脑进行仿真,结果证明其具有较好的控制效果。     

深海管道连接器密封特性分析与同步控制研究

为了实现深海环境下两个油气管道的连接,对水平管道连接器进行了研究,设计了该装置的总体结构。对法兰对接处的密封圈采用有限元法进行了接触分析,得出密封圈实现密封的允许压缩量,确定出液压系统油缸同步行程控制允许位移。提出了连接机构液压伺服位移同步控制系统的方案,推导出了阀控对称液压缸电液数字伺服系统的传递函数,设定了仿真参数。进行了双缸位移同步线性仿真分析,引入PID控制器,对双缸同步控制进行调节,确定了合适的比例、积分、微分系数,使得同步位移误差小于0.5 mm,达到了系统的控制要求。     

基于AMESim和MATLAB/Simulink联合仿真的采棉头液压系统设计

为解决采棉机采棉头液压马达由于负载不断变化引起的转速不稳定和不同步的问题,采用AMESim和MATLAB/Simulink联合仿真的方法,对采棉头液压系统进行了AMESim液压系统建模,在施加不断变化的负载情况下进行PID控制和模糊自整定PID控制仿真。结果表明:施加PID控制要比不施加任何控制的液压马达转速更加稳定,转速更加趋近于设定值;模糊自整定PID和PID控制都可以使液压马达转速趋近于设定值,但模糊自整定PID控制比PID的控制马达同步精度更高。     

基于AMESim的液压挖掘机运动仿真及控制参数优化

运用法国AMESim软件平台对液压挖掘机的工作装置进行了建模,通过设置主要参数,实现了该机电液一体化系统的动态仿真,并运用Design Exploration优化工具箱对PID控制器参数进行了自动优化.结果表明,经过优化的PID控制器使动臂液压缸跟踪误差降低57.4%,斗杆液压缸跟踪误差降低26.7%,铲斗液压缸跟踪误差降低4.3%,与原始方案相比均有较大的改善,因此能够实现较精确的运动轨迹,并且此法减少了传统确定PID控制参数的反复调整试凑的时间,从而提高了设计的效率.     

基于非线性PID的交叉耦合同步控制器设计

针对工业控制中双轴同步伺服系统的伺服参数不匹配及外部扰动造成的运动不同步问题,在分析了经典的位置控制策略和直线型双轴同步运动的同步误差与跟踪误差几何关系的基础上,引入耦合误差变量,设计了一种位置环非线性PID的交叉耦合同步控制器,实现跟踪误差与同步误差同时减小。在X-Y运动平台上,对所设计位置环非线性PID的交叉耦合同步控制器进行了实验,结果表明:基于非线性PID的交叉耦合同步控制相比于PID的传统交叉耦合同步控制,在单轴跟踪误差的最大值和均方根值上分别减少了50%和62.5%,在轴间同步误差的最大值和均方根值上分别减小了60%和63.64%。     

电液比例位置控制系统的自整定模糊PID控制研究

对自整定模糊PID控制策略在电液比例位置控制系统上的应用进行研究.在介绍自整定模糊PID控制基本原理的基础上,通过实验比较该系统自整定模糊PID控制和PID控制对正弦信号的跟踪效果.结果表明,自整定模糊PID控制比PID控制有更好的精度和稳定性.