液压支架精确推移控制方案研究与应用

针对液压支架液压系统存在控制精度差、支架推移步距不一致等问题,提出了一种液压支架精确推移控制方案。该方案通过引入推移控制逻辑阀,并优化电液控制系统自动推移控制流程,实现移架、推溜动作精确控制及销轴间隙自动消除功能。实验及现场应用结果表明,该方案提高了综采工作面液压支架自动推移控制精度,保证了支架推移步距的统一。     

基于自适应模糊滑模控制模锻压机卸荷的研究

针对大型模锻压机锻造过程保持低速稳定难的问题,提出一种基于自适应模糊滑模变结构控制的锻造调节方法。通过建立阀控液压缸的动态特性数学模型,转换得到控制系统的状态方程,与自适应模糊滑模控制规律结合,得到自适应模糊滑模控制函数,设计模锻压机卸荷控制器。通过软件仿真得知:基于自适应模糊滑模变结构控制方法可有效地控制锻压机低速稳定运行,能够实现精准、高速及平稳的自动调整。     

自动化工作面液压支架控制器设计

针对目前大多数煤矿仍采用手动方式操控液压支架控制器而导致作业效率低、操作安全性差等问题,介绍了一种自动化工作面液压支架控制器的硬件设计方案,重点阐述了该控制器集控功能及自诊断功能的实现方案。该控制器采用双控制核心结构及双RS485总线通信模式,可对液压支架顶板压力、推溜位移、采煤机位置等信息进行实时监测、处理及上传;可根据端头控制器发来的工艺指令自动跟踪采煤机,完成自动拉架、自动推溜等自动化采煤作业流程;采用I2C总线通信方式实现了自诊断功能,可实时监测并修正液压支架的故障动作信号。地面工业性试验及故障模拟实验验证了该控制器设计方案的正确性。     

液压支架跟机自动化系统设计

针对目前液压支架电液控制系统自动化程度低的问题,设计了一种液压支架跟机自动化系统。该系统以采煤机牵引位置和方向为基准,根据预先设定的液压支架动作规则控制液压支架动作,使液压支架可跟随采煤机及时有序地进行带压移架和成组推溜操作。测试结果验证了该系统的可行性。     

液压支架自动跟机动态规律研究

目前针对综采工作面液压支架自动跟机问题的研究集中在基于外部环境变量来控制液压支架动作,在工作面长时间运行中无法保持很好的效果。考虑外部环境的变化最终会反映到液压系统中,提出以液压系统压力特性预测液压支架跟机动作时间。以陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司S1204工作面为工程背景,采用AMESim软件建立了单架液压系统模型和工作面液压系统模型,通过仿真分析得到移架和推溜同时动作时推移液压缸压力、行程等参数的动态变化规律,发现工作面液压支架自动跟机过程中推移液压缸进液口压力与拉架时间呈线性关系,说明可通过进液压力预测跟机动作时间。研发了工作面液压数据采集系统并安装于试验工作面,实时获取液压支架工作过程中推移液压缸进液口压力,并计算出对应的移架时间,得出二者具有强线性相关性,与仿真结果一致。采用线性拟合方法得出进液压力与拉架时间的关系式,实现了基于液压系统进液压力预测拉架时间,提高了自动跟机的准确性,减少了人工调节率。     

基于上界估计的变参数Lorenz系统模糊滑模控制

传统滑模控制设计方法根据系统不确定性上界函数得到的切换增益,不能随着受控状态的变化而相应变化,存在滑模控制量反应不够及时的问题,并且需要预先知道系统不确定性的上界函数,对滑模控制应用到混沌系统控制当中造成了限制.针对变参数的Lorenz混沌系统提出了一种模糊滑模控制方法,控制系统到达平衡状态.模糊控制器的输入为滑模面S,通过设计合理的输入输出隶属度函数以及模糊规则,输出的μ值能在线调节滑模控制切换量中的切换增益,有效地解决了滑模控制量反应不够及时的问题;另外设计了状态观测器,对系统的不确定性函数进行了估计.仿真实验结果验证了所提出的模糊滑模控制有着良好的控制效果.     

基于液压定位系统的滑模变结构控制器的设计

由于液压定位系统的数学建模中各种简化计算,或者是系统建模参数的不精确导致了液压系统具有较差的鲁棒性能。采用常规的PID难以克服这些因数带来的影响。本文设计了一种滑模变结构控制器,通过Lyapunov方程来分析滑模变结构的控制方法。通过仿真实验表明:本文设计的滑模控制策略能够保证系统定位控制处于精度控制范围之内,同时也证明了滑模变结构控制策略在液压定位系统中具有很好的鲁棒性。     

基于变结构控制发动机转速性能研究

在发动机转速性能优化过程中,针对于传统滑模变结构控制在发动机转速控制中出现的转速抖振现象造成系统不稳定。传统的滑模变结构控制方法不能解决高频抖动问题,无法直接应用到系统中。为解决上述问题,提出通过采用模糊滑模变结构(F-SMC)的控制方法,消除高频抖振对控制器性能的影响.首先,在变结构控制变量的基础上引入模糊控制分量;其次对模糊控制分量进行了设计,并在MATLAB软件上进行了计算机仿真.仿真结果表明,采用模糊滑模方法使汽车发动机转速控制器可以提高系统的鲁棒性。     

一类离散非线性时延系统的滑模变结构控制研究

针对时变时滞的离散非线性系统, 利用Takagi-Sugeno模糊模型对其进行线性逼近, 将系统在滑模面上渐近稳定的时滞相关稳定性条件转换为线性矩阵不等式(LMI)的求解问题。由于证明中引入了松弛矩阵变量, 因而所得结果具有较小的保守性。进而采用变速趋近率方法得到滑模变结构控制律。最后, 对具有时变时延的小车—拖车自动倒车系统, 运用T-S模糊模型建模, 实现了小车—拖车系统的自动倒车控制。仿真结果验证了控制器的有效性。     

不确定Duffing混沌系统的同步控制

在模糊滑模变结构控制基础上,研究具有不确定性Duffing混沌系统的同步控制问题。选择合适的滑模面,基于Lyapunov稳定性理论设计模糊滑模变结构控制器及自适应更新规则,从理论上证明控制系统的稳定性。由于控制器的设计是基于自适应模糊滑模变结构控制的,与常规方法相比,控制器滑动模态不受干扰的影响,有较好的鲁棒性和快速跟踪能力。通过数值仿真实验验证了该系统的有效性。     

An adaptive fuzzy controller based on sliding mode for robotmanipulators

This paper considers adaptive fuzzy control of robotic manipulators based on sliding mode. It is first shown that an adaptive fuzzy system with the system representative point (RP, or as is often termed, a switching function in variable structure control (VSC) theory) and its derivative as inputs, can approximate the robot nonlinear dynamics in the neighborhood of the switching hyperplane. Then a new method for designing an adaptive fuzzy control system based on sliding mode is proposed for the trajectory tracking control of a robot with unknown nonlinear dynamics. The system stability and tracking error convergence are also proved by Lyapunov techniques.     

液压驱动伺服机器人的模糊滑模控制研究

针对液压驱动四足机器人伺服系统非线性和不确定性严重的问题,提出了一种快速响应、鲁棒性好、控制精度高的模糊滑模控制器,并进行了仿真研究.首先,建立了液压驱动伺服机器人的液压动力机构非线性数学模型,利用Lyapunov方法设计了滑模控制器;其次,构造了一个模糊边界层宽度调节器,削弱滑模控制的抖振;最后,分析了参考力、液压参数、供油压力及负载刚度变化对系统输出的影响.仿真结果表明,该控制器对液压伺服力系统非线性和参数变化具有较好的控制效果.该方法用于四足液压驱动伺服机器人的控制是可行的、有效的.     

电子节气门控制策略仿真研究

为缩短电子节气门控制策略的开发时间,优化内燃机汽车的动力性与排放性,建立了电子节气门系统数学模型,对其存在的非线性因素进行了分析,对比了PID控制策略、模糊控制策略及滑模变结构控制策略在电子节气门控制系统上的控制效果.利用Matlab/Simulink建立3种控制策略的仿真模型,实验结果表明,滑模变结构控制在控制精度和响应速度方面具有很好的控制性能,模糊控制的控制效果中等,PID控制效果相对较差但控制算法简单便于实现.     

不确定Willis脑动脉瘤系统的自适应模糊滑模控制

研究了具有不确定项的非线性Willis环上脑动脉瘤系统的混沌控制和同步问题,提出了一种自适应模糊滑模变结构控制方法,设计了模糊滑模变结构控制器及自适应控制律,并从理论上证明了控制系统的稳定性。在该控制器的作用下,受控Willis脑动脉瘤系统能够达到任意目标轨道,且不受不确定性的影响,具有很强的鲁棒性。定值跟踪和同步控制的仿真结果表明了控制器的有效性。     

基于模糊神经网络的滑模控制

研究了一类不确定性非线性系统的滑模变结构控制,提出了一种基于模糊神经网络（Ｆｕｚｚｙ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）的滑模变结构设计方法,设计了控制器的结构,利用动态反向传播算法实现滑模控制,这种方法与一般变结构控制相比不但具有强的鲁棒性而且还能有效地消除抖动现象,同时在设计中不需要知识系统中不确定性和扰动的上界,另外还运用Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数从理论上分析上了系统的稳定性。仿真结果说明了本文所提     

防抱制动系统滑模状态观测和控制系统仿真

该文在考虑不平路面随机激励作用下车辆垂向振动的基础上 ,首先建立了四分之一车辆制动模型 ,而后充分运用滑移模式变结构的分析和设计方法 ,提出了车轮最佳滑移率的滑模实时在线辨识滑模优化算法 ,在对系统可观测性论证的基础上 ,设计了非线性滑模状态观测器 ,给出了单通道防抱制动系统基于滑移率的滑模控制算法 ,通过计算机仿真 ,验证了该控制算法的可行性和有效性 ,为设计具有高鲁棒性的防抱制动系统做了一定的理论探索和仿真工作     

The velocity control of an electro‐hydraulic displacement‐controlled system using adaptive fuzzy controller with self‐tuning fuzzy sliding mode compensation

Hydraulic servo control systems have been used widely in industry. Within the realm of hydraulic control systems, conventional hydraulic valve‐controlled systems have higher response and lower energy efficiency, whereas hydraulic displacement‐controlled servo systems have higher energy efficiency. This paper aims to investigate the velocity control performance of an electro‐hydraulic displacement‐controlled system (EHDCS), where the controlled hydraulic cylinder is altered by a variable displacement axial piston pump to achieve velocity control. For that, a novel adaptive fuzzy controller with self‐tuning fuzzy sliding‐mode compensation (AFC‐STFSMC) is proposed for velocity control in EHDCS. The AFC‐STFSMC approach combining adaptive fuzzy control and the self‐tuning fuzzy sliding‐mode control scheme, has the advantages of the capability of automatically adjusting the fuzzy rules and of reducing the fuzzy rules. The proposed AFC‐STFSMC scheme can design the sliding‐mode controller with no requirement on the system dynamic model, and it can be free of chattering, thereby providing stable tracking control performance and robustness against uncertainties. Moreover, the stability of the proposed scheme via the Lyapunov method is proven. Therefore, the velocity control of EHDCS controlled by AFC‐STFSMC is implemented and verified experimentally in different velocity targets and loading conditions. The experimental results show that the proposed AFC‐STFSMC method can achieve good velocity control performance and robustness in EHDCS with regard to parameter variations and external disturbance. Copyright © 2011 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

一类不确定混沌系统的模糊滑模控制与同步

针对一类具有不确定项的二阶连续时间混沌系统的定值跟踪控制和自混沌同步及异结构混沌同步问题,提出了一种模糊滑模变结构控制方法,设计了模糊滑模变结构控制器,并从理论上证明了控制系统的稳定性.在该控制器的作用下,可以实现两个相同或不同结构的混沌系统的控制与同步,且不受不确定性的影响,具有很强的鲁棒性.定值跟踪和同步控制的仿真结果表明,该控制器是有效的.     

Cascade fuzzy variable structure control of induction motor based on the approach of fuzzy modelling of Ben-Ghalia

In this article, a control design concept using fuzzy sets for an induction motor is presented. The aim of the proposed modelling approach is to provide a fuzzy set-based representation of the cascade sliding mode control of an induction motor fed by PWM voltage source inverter, which operates in a fixed reference frame. For this purpose, a new decoupled and reduced model is first proposed. Then, a set of simple surfaces and associated control laws are synthesised. A piecewise smooth control function with a threshold is adopted. However, the magnitude of this function depends closely on the upper bound of uncertainties, which include parameter variations and external disturbances. This bound is difficult to obtain prior to motor operation. To solve this problem, a fuzzy modelling approach is presented to improve the design and tuning of a fuzzy logic controller using variable structure control theory. The robust fuzzy control design is made feasible without resorting to model simplification or imposing restrictive conditions on the system uncertainty. The fuzzy controller is designed in order to improve the control performances and to reduce the control energy and the chattering phenomenon. Simulation results reveal some very interesting features and show that the proposed fuzzy sliding mode controller could be considered as an alternative to the conventional sliding mode control of induction motors.