变结构力控制方法在油气悬架加载系统中的应用

针对油气悬架的非线性和不确定性特性采取变结构的控制方法,选取含有位置、速度和加速度状态的滑模函数,利用指数趋近方式,使系统能够快速地稳定于平衡位置.基于Lyapunov稳定理论,设计了参数摄动和不确定量两种非线性环节的自适应律,结合自适应控制方式减小了滑模带的宽度,从而减小由于开关控制而引起的系统振动.通过仿真分析和实验验证了负载刚度变化时,变结构滑模力加载控制对比常规PID控制的优势,为具有状态反馈的力加载控制系统提供了实用的控制方法.     

基于滑模控制的活塞式压力模拟装置位置伺服系统设计

为解决活塞式压力模拟装置位置伺服系统速度可控、位置接近段运动平稳的问题,选用滑模变结构控制设计永磁同步电机位置伺服系统。分析现有变结构伺服系统中位置速度一体化控制设计的思想和方法,提出一种简化的滑模控制器设计方法,该方法通过滑模面状态量的简单切换,就可以实现速度控制和位置定位,具有结构简单、实现方便的特点。仿真结果验证了该滑模控制器设计方法的正确性,最后通过实验平台进行压力模拟实验,实验结果表明该滑模控制的位置伺服系统设计可行有效。     

基于前馈和滑模复合结构的飞行器电动舵机控制

针对飞行器电动舵机伺服系统的控制问题,提出了一种能够有效抑制传动机构非线性摩擦的控制方法,该方法由前馈补偿器、基于LQR的PID反馈控制器以及滑模控制器构成。前馈控制能够提高系统响应的快速性,PID反馈控制提高系统的抗干扰能力,针对非线性摩擦设计的滑模控制律,用来削弱非线性摩擦对舵机伺服的影响。在分析电动舵机伺服系统构成的基础上,给出了非线性摩擦的Stribeck模型;建立了系统数学模型,在此基础上分析得出前馈补偿器的结构和参数;引入参考给定量,建立基于误差的状态控制方程,设计了基于LQR的PID控制器以及抑制非线性摩擦扰动的滑模控制律。分别对含有滑模控制器和不含滑模控制器的控制方法进行了仿真实验,实验结果表明:含有滑模控制器的控制方法能够有效抑制非线性摩擦引起的速度抖动问题以及位置"平顶"现象。     

基于不完全微分反演变结构控制的液压系统位置控制

液压伺服系统位置控制的结构和非结构的不确定性阻碍了其控制精度的提高。对于结构的不确定性,可以采用非线性自适应控制,以实现渐近跟踪性能。但在液压系统中,经常会出现如非线性摩擦此类非结构的不确定性,导致跟踪精度的降低。提出一种不完全微分反演变结构控制器,实现基于摩擦补偿的液压伺服系统的位置控制。该控制器以反演设计为基础,融入滑模变结构控制,利用滑模变结构在滑动模态下对控制系统参数变化和外部干扰的完全不变性,解决系统结构的不确定性问题;结合摩擦补偿,解决系统非结构的不确定性问题;引入不完全微分,弱化控制器的微分效应,减小纯微分突变信号带来的干扰,不完全微分产生的滤波效应可以抑制滑模变结构存在的抖振。从理论上证明了在各种不确定性存在的情况下系统的渐近跟踪性能,仿真实验验证了所提出的控制策略的高精度跟踪性能。     

气动位置伺服系统的滑模变结构控制

针对气动位置伺服系统的不确定性及非线性等特点,充分利用滑模变结构控制对被控对象的模型误差、对象参数的变化及外部干扰有极佳的不敏感性等优点,将滑模变结构控制方法引入该气动位置伺服系统,并进行了滑模变结构控制器的设计与仿真,在仿真时还加入了系统的不确定性.结果表明:该控制方案有效,而且系统具有很好的鲁棒性.     

基于CMAC网络的滑模位置控制研究

机床数控系统的位置伺服控制模块是一个典型的非线性、不确定性的时变系统,传统的PID控制方法和自适应控制不能达到满意的控制效果。将CMAC网络与滑模变结构控制相结合,提出基于CMAC的滑模位置控制策略,并对该控制算法进行了仿真研究。结果表明：位置伺服系统在该控制策略作用下,响应速度快,无超调,并且能大大减弱常规滑模变结构控制中的抖振现象。     

气液联控位置伺服系统及其试验研究

针对常规气压伺服系统的缺点，将液体介质引入到气压伺服系统中并对气、液进行闭环控制，从而构成了一种气、液复合介质控制系统——气液联控伺服系统。该系统具有常规气压伺服系统难以达到的高频响、高精度、高刚度和良好的低速性能，能够实现系统定位锁死机能。该系统用PWM(脉宽调制)方法进行控制。     

电液伺服系统的变结构控制研究

本文应用变结构控制理论中的滑模变结构控制方法，针对液压系统模型进行了变结构控制的仿真和实验研究。仿真及实验结果证明，采用滑模变结构控制该液压系统具有良好的动态性能和鲁棒性。     

16位微机控制变结构位置伺服系统的研究

本文根据变结构滑模控制理论,对一般数控位置伺服系统的控制器提出了一种新的设计方法。作者在理论分析的基础上,研制了16位微机控制的变结构位置伺服系统,实验表明其结构简单、鲁棒性强,具有良好的静、动态性能。     

滑模控制在弹簧垫圈圆切刀磨床上的应用研究

弹簧垫圈圆切刀是弹簧垫圈生产过程中的关键工具,圆切刀具工作端面要求磨制成椭球面,在磨制过程中有较强的摩擦现象,此时控制对象就成为了非线性系统,很难用传统控制方法达到控制要求.采用滑模变结构控制策略,把弹簧垫圈圆切刀专用磨床伺服系统的性能指标作为滑模函数,对其速度控制环和位置控制环进行滑模变结构控制设计,能使系统快速、平稳且无抖动地进入滑动模态面,从而保证该伺服系统有良好的动态特性、有效抑制系统的扰动.仿真和模拟试验结果表明了该方法的有效性.     

基于规则的自学习控制在气动脉宽调制位置伺服系统中的应用

气动脉宽调制位置伺服系统是非线性的系统,在气缸摩擦力较大的情况下,采用传统的控制方法难以取得满意的效果。本文应用基于规则的自学习控制方法对气动脉宽调制位置伺服系统进行控制,使系统获得了一定的在线自我调整能力,提高了系统的性能。     

阀控非对称缸系统的反馈线性化滑模控制

针对阀控非对称缸组成的位置伺服系统鲁棒性差的问题,提出了一种结合反馈线性化理论和滑模变结构理论的控制算法。建立阀控非对称缸的非线性模型,运用反馈线性化理论对该模型进行局部线性化,针对线性化后的模型设计滑模控制器,最后通过线性逆变换得到原非线性系统的控制算法。为了验证算法的有效性进行了仿真分析,仿真结果表明:该控制算法有效地减小了位置跟踪误差,提高了系统的鲁棒性,改善了位置跟踪的品质。     

电液位置伺服系统鲁棒反馈线性化控制

针对电液位置伺服系统存在强非线性和外界干扰不确定性的问题,提出将反馈线性化与滑模控制相结合的鲁棒反馈线性化控制策略。建立了电液位置伺服系统非线性模型,利用反馈线性化技术将其精确线性化,利用滑模控制来补偿其外界干扰不确定性,同时采用最优控制理论设计了切换函数,并引入模糊控制设计了自适应指数趋近律。以时变负载力扰动为例对系统性能进行了研究,仿真结果表明:该方法有效提高系统鲁棒性、加快响应速度和削弱了抖振。     

高阶滑模控制在液压起竖系统中的应用

针对液压起竖系统这类非线性系统的控制问题,根据高阶滑模控制理论,提出了一种基于微分观测器的高阶滑模控制方法。基于液压起竖系统的非线性模型,设计基于高阶滑模控制方法的起竖系统起角跟踪控制器。利用微分观测器对起竖角导数信息和高阶滑模的导数阶滑动变量信息进行观测,从而构造一种基于微分观测器的控制器形式。试验结果表明:该控制方法能应用于液压起竖系统,与PID控制和普通滑模控制比较,该方法可以有效地抑制普通滑模控制存在的抖振问题,并具有很好的控制性能。     

一种自适应扰动观测器的机械手滑模控制研究

针对在未知载荷下的机械手控制不确定性问题,基于非线性扰动观测器与滑模控制方法,提出一种非线性观测器增益的通用设计方法。通过设计一种自适应算法的非线性扰动观测器,逼近机械手的未知载荷引起的不确定性,来估计由未知恒定载荷所引起的外力,扩大了观测器扰动的适用范围。在一定条件下,利用Lyapunov方法证明了观测器的稳定性。通过算例仿真验证了所提出的自适应非线性观测器的滑模控制方法,在受载荷变化的非线性机械手控制系统等方面,能够有效缓解机械手控制的抖振问题。     

气动脉宽调制位置伺服系统分段控制器的研究

本文介绍了一种分段控制方法,并在ＰＷＭ高速开关阀控气缸位置伺服系统中根据该方法设计了一种分段模糊控制器和一种分段ＰＩＤ控制器,实现了脉冲宽度调制高速开关阀控气缸位置伺服系统的精确控制。研究表明,系统获得了较好的定位和跟踪精度,这表明对于ＰＷＭ高速开关阀控气缸位置伺服系统,采用分段控制方案是可行的。     

模糊非线性积分滑模张力控制系统的研究

张力控制是诸多行业中卷绕系统的关键技术,直接影响着产品的质量。针对卷绕张力系统耦合性强,干扰因素较多等问题,提出了一种鲁棒性强的模糊非线性积分滑模控制方法。以伺服电机为张力执行机构对卷绕张力系统进行数学建模。提出双闭环控制方案并设计了模糊非线性积分滑模张力控制器和具有过渡过程的转矩PID控制器。在MATLAB/Simulink环境中建立了张力控制系统模型并进行了仿真验证。仿真结果表明张力控制系统具有启动过程快速稳定,抗干扰能力强等特点。     

气动比例控制系统的建模与辨识

为研究气动比例控制系统的动态特性,针对该系统的非线性特性,对系统进行了机理建模研究。为便于进行定性分析,对该数学模型进行了线性化处理。通过系统辨识,消除了在机理建模中因泄漏、气体压缩及压力损失等引起的误差,证明了所建模型的正确性。     

基于自调整模糊控制的气动伺服系统力同步控制实验研究

气动力控制是气体传动与控制的一个重要研究方向,在工业生产与过程控制中有着重要的应用价值.采用自调整模糊控制方法研究基于比例压力阀的气动伺服系统的力同步控制问题,并设计和搭建了气动力控制实验台.针对常规模糊控制规则不可调整的不足,设计了自调整模糊控制器,其控制性能优于常规模糊控制.