大型装备电液系统鲁棒H_∞位置控制

针对大型装备电液系统非线性、参数不确定性问题,建立了比例阀控非对称缸液压系统的非线性动态模型。考虑反馈控制,建立了具有不确定参数系统线性化数学模型。基于边界理论和线性矩阵不等式,提出了电液系统鲁棒H_∞位置控制策略。着重考虑系统结构化系数的擅动,构建了具有积分行为的H_∞控制器,设计了估测系统内部状态的观测器。通过仿真和实验,验证了提出的算法和控制策略。对比了系统参数不变、外负载力变化下和系统参数变化下系统的鲁棒性和稳定性。仿真和实验结果表明,提出的具有积分行为的鲁棒H_∞位置控制策略能提高系统的鲁棒性和稳定性。     

轧机液压厚度控制系统的定量反馈优化设计

结合某2 500 mm中厚板精轧厚度控制系统设计项目,根据实际设备条件,确定合理的轧机液压伺服控制系统模型.考虑执行机构的性能与轧机系统整体稳定性的折衷问题,在PID控制器基础上,设计液压伺服定量反馈QFT控制器.综合分析执行机构的不确定性范围和系统性能指标的要求,实现了轧机液压伺服系统鲁棒控制器的设计.对比仿真结果表明:QFT调整方案能够有效保证系统的稳定性,同时具有较好的控制性能.     

电动公交车驱动与再生制动遗传优化鲁棒控制

针对电动公交车用永磁直流电机控制系统受电机参数摄动、挡位变化及载荷变化的问题,在建立控制系统主回路的基础上对电动公交车的驱动和滑行工况再生制动进行研究,提出了基于遗传算法的鲁棒H_∞控制方法。以控制系统的最小干扰和良好的鲁棒性为控制目标,将鲁棒H_∞控制器中加权函数的选取转化成多目标优化问题,通过遗传算法对其进行优化,设计出最佳的鲁棒H_∞控制器。实验结果表明:采用鲁棒H_∞控制器在公交车驱动时的速度响应较双闭环PI控制更快,在下坡滑行工况再生制动时比双闭环PI控制具有更好的稳定性、更强的鲁棒性和抗干扰能力。     

液压伺服疲劳试验机的H∞混合灵敏度控制研究

针对液压伺服疲劳试验机系统的不确定性，为获得良好的控制效果，采用了H∞鲁棒控制算法。首先，通过理论分析建立系统数学模型，讨论了该模型的不确定性及参数摄动性；然后，详细阐述了加权函数选取的一般规律；最后，应用混合灵敏度方法设计了H∞鲁棒控制器。仿真结果表明，即使被测试件刚度及系统参数在较大范围内摄动，该控制器依然具有很好的鲁棒稳定性以及良好的动态品质，较常规PID控制器更为优良。     

直接驱动数控转台的QFT-H∞控制

直接驱动数控转台用环形永磁力矩电机伺服系统的参数不确定性和负载扰动严重影响系统的伺服性能，文章采用定量反馈理论（QFT）与H∞控制理论相结合的方法设计了一个速度控制器。QFT能够实现具有大范围不确定性系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能设计要求，但需要在Nichols图上进行回路整形．作图过程十分繁琐。基于QFT，利用H∞控制理论设计控制器可省去作图过程，大大简化了设计过程。仿真结果及分析表明，所设计的QFT—H∞速度控制器使伺服系统对参数不确定性和负载扰动具有较强的抗干扰性能。     

混合动力挖掘机回转速度控制系统的研究

针对挖掘机回转速度控制系统存在转动惯量变化大、外干扰等不确定性。采用了液压混合动力技术的挖掘机回转装置的速度控制系统进行了鲁棒控制器设计,并进行了校正后系统的仿真验证。采用基于线性矩阵不等式(LMI)的H∞控制器设计方法,通过选择适当的加权函数矩阵,将实际控制系统转化为广义受控对象,设计出满足性能要求的鲁棒控制器。仿真结果表明:所设计的速度控制系统具有较强鲁棒性,能有效地抵抗回转运行过程中的参数摄动和干扰,满足控制系统性能指标。     

二次调节转速控制系统的H∞鲁棒控制策略研究

基于二次调节加载试验台系统,针对二次调节转速控制系统存在模型参数不确定性以及力矩扰动,通过选择合适的加权函数将二次调节转速控制转化为H∞混合灵敏度问题.建立了二次调节转速控制系统数学模型,并采用H∞优化方法设计了鲁棒控制器.最后对二次调节转速控制系统进行了仿真研究,结果表明采用鲁棒控制器的转速系统较传统的PID控制的控系统具有更好的鲁棒稳定性和抗干扰性能.     

基于伺服阀前蓄能器动态特性的轧机压下位置控制的实验研究

为实现轧机的高精度控制,提高产品加工质量,以轧机液压系统中伺服阀前蓄能器为研究对象,分析蓄能器动态特性对压下位置控制系统精度的影响。在实验轧机上,通过在伺服阀前更换不同公称容积蓄能器和改变蓄能器充气压力,定量分析其对液压压下位置控制系统的影响,最终确定该轧机伺服阀前蓄能器的最优参数,形成一套不局限于轧机液压系统的伺服阀前蓄能器的选型方法。     

基于观测器的机械手伺服系统非脆弱H∞控制

针对一类不确定时滞系统,考虑系统状态的不确定性和控制器的脆弱性,在系统的状态不能直接测量得到的情况下,设计基于状态观测器的不确定时滞系统的鲁棒非脆弱H_∞控制器。将其应用于机械手伺服系统轨迹跟踪控制仿真,通过对机械手角度、角速度等状态信息的观测跟踪,验证了状态观测器的有效性和鲁棒非脆弱H_∞控制的可行性。     

鲁棒转速控制器在液压伺服马达系统中的应用

针对液压伺服马达的参数不确定性以及负载转矩脉动等问题，提出了一种鲁棒转速控制器的设计方法。为了，克服流体运动方程的强烈非线性影响，先将方程线性化并确定其参数。考虑到不确定性参数波动(如负载转矩脉动、摩擦系数变化)的影响，本文运用递归式李亚普洛夫设计方法构造了一个鲁棒转速控制器。仿真结果表明，对比传统的PID控制器，该鲁棒控制器具有更好的动态特性及抗干扰特性。     

双缸电液提升系统的鲁棒输出反馈同步控制

为了提高双缸液压驱动提升系统实际运行中的鲁棒稳定性和动静态性能,提出一种基于降维观测器的鲁棒输出反馈同步控制方案。该控制器是针对液压缸速度不易测量和实际系统的完整非线性动态模型存在参数不确定性及外部干扰的情况而设计的,并且为了提高两缸的同步性,同步控制设计中引入两活塞位置同步误差的积分作为系统的附加状态。所设计的控制器理论上保证了无速度传感器的提升系统即使在非线性外界扰动和参数不确定的影响下,液压活塞的位置、速度误差和同步误差仍均能渐近收敛到零。仿真研究结果也验证了所提出的控制方法的有效性。     

非线性不确定液压伺服系统的H∞控制研究

以含非线性不确定特性和时滞特性的液压伺服控制系统为研究对象,推导了具有非线性不确定时滞系统鲁棒渐进稳定的充分条件,提出了以LMI表示的H∞控制器设计方法,并对此系统进行了仿真,仿真结果表明:所设计的H∞控制器使得系统具有很强的鲁棒性,并且对外部干扰信号具有很强的抑制能力.     

基于反演法的电液位置伺服系统的自适应鲁棒控制

本文研究了高性能电液位置伺服系统的鲁棒控制设计。这类系统，除了液压伺服系统的非线性动力学特性外，还包含大范围变化的不确定参数，其中既有不确定常数，也存在不确定的非线性干扰。为解决这一类非线性系统的控制问题，提出了基于反演控制设计和非连续自适应修正算法的自适应鲁棒控制器(ARC)设计方法，给出了基于Lyapunov稳定性理论的系统稳定性证明。跟踪误差可以通过控制器的设计参数加以调整。数字仿真结果表明，控制系统对给定位置的跟踪具有良好的动态特性，对系统的不确定性，具有较强的鲁棒性。     

冷连轧机张力控制系统鲁棒控制器设计

针对五机架冷连轧机利用H∞状态反馈控制方法设计了其张力鲁棒控制器.仿真研究结果表明,所设计的张力鲁棒控制器对前后滑和外界干扰等不确定性具有更好的抑制作用,从而验证了所设计控制器的有效性.     

IMC PID控制器在轧机液压自动位置控制系统中的应用

提出一种能使系统取得较好性能鲁棒性的内模PID滤波器参数选取方法。由于内模PID中滤波器参数对闭环系统的动态性能影响明显且由Monte-Carlo实验结果可直观看出并评价闭环系统动态性能的优劣,因此通过Monte-Carlo实验来选取滤波器参数可保证系统的性能鲁棒性。将所提出的参数选取方法应用到轧机液压自动位置控制系统中,结果表明:通过该方法选取的滤波器参数可使系统的动态响应具有较小超调和较好的性能鲁棒性,达到理想的控制效果。     

二次调节伺服加载试验台转矩控制系统的动态鲁棒补偿

针对二次调节伺服加载试验台转矩控制系统,建立了系统动态数学模型,并以此对系统参数变化和耦合干扰的影响进行了仿真分析.仿真结果表明,在传统的P1D控制情况下,系统参数变化和耦合干扰对系统的动态性能影响很大.为了消除或降低这种不利影响,在PID控制基础上,加入动态鲁棒补偿器,对加载试验台转矩控制系统进行改造.由仿真结果看出,转矩控制系统加入动态鲁棒补偿器后,伺服载试验台系统的动态性能得到了很大提高,并使系统获得了很强的鲁棒性.     

轧机压下自控系统的设计与仿真研究

针对轧机压下系统的关键部件——非标伺服液压缸的压下控制模式和工作参数进行了确定和校验,得出带有弹性负载时液压压下缸的传递函数,校验了伺服压下缸液压谐振频率,并对轧机液压压下微调自控系统进行了PID控制器的设计、建模与仿真,直观得到输入参数变化导致的被控对象输出量的变化,对同类型设备的压下系统技术改造具有较好的借鉴价值.     

液压压力机模型参考自适应控制系统的研究

针对电液比例液压压力机控制系统具有非线性和参数不确定性的特点,提出了模型参考自适应控制算法.对液压压力机的位置和速度进行了理论和实验研究,使其满足液压压力机的位置和速度的复合控制要求.实验结果表明,所提出的控制算法使系统具有较好的鲁棒性,并且对被控对象和参数变化也具有良好的适应性.     

用于控制塞棒的电伺服装置

众所周知,使用塞棒系统很容易控制中间罐钢水的流出量。人们经常选择液压伺服装置来控制塞棒的位置。现在法国SERT公司设计了一种驱动塞棒的电伺服装置。与液压控制系统相比电伺服装置具有以下优点:     

电动直线加载系统不确定性分析及扰动抑制补偿研究

为测试某型航天电动直线伺服阀实际工作性能,提出了一种永磁同步电机加滚珠丝杠的电动直线加载方案,采用机理建模方法,建立电动直线加载系统数学模型,并分析系统模型不确定性来源:电机模型结构不确定、驱动器参数摄动、滚珠丝杠扭矩波动和舵机不确定性扰动。针对理论模型,提出基于扰动观测器的双回路控制系统设计方法,通过鲁棒内回路控制结构等价变换,以抑制舵机扰动要求为性能权函数,采用H∞混合灵敏度方法设计内回路扰动观测器,外回路以提高加载系统整体性能为要求,采用PID控制算法。试验结果表明,在加载力2000N,加载频率4Hz下,系统多余力抑制比达到86. 4%,且系统静态和动态加载均达到"双十"指标。