电液比例系统的广义预测控制研究

针对具有非线性和时变特性的电液比例系统,研究了自适应预测控制器的设计问题.采用隐式广义预测控制算法,无需辨识对象模型参数,而是利用输入/输出数据直接辩识控制器参数,以求解最优控制增量,具有计算量小、实时性高的特点.仿真结果表明,在不需要关于被控对象先验知识的情况下,隐式广义预测控制器可以很好地跟踪设定值的变化,同时对于系统外部干扰和模型参数的变化具有很好的适应能力,在电液比例系统控制器的设计中具有良好的应用前景.     

一种用于电液防抱死制动系统的显式非线性模型预测控制器设计

为实现对车辆制动过程进行快速且稳定的控制,设计一种用于电液防抱死制动系统的显式非线性模型预测控制器。通过对电液防抱死制动系统进行分析,明确电液防抱死制动系统的工作过程。在考虑系统参数的基础上,设计显式非线性模型预测控制器。将显式非线性模型预测控制器融入到电液防抱死制动控制系统中,以计算调节扭矩。同时利用状态预测器和缓冲器补偿电液防抱死制动系统的死区时间,从而提高制动过程的效率及稳定性,解决电液防抱死制动系统的非线性最优控制问题。实验结果表明:与逻辑门限控制方法相比,该显式非线性模型预测控制器对车辆进行制动控制时,具有更好的实时性和稳定性。     

基于改进STO的IPMSM退磁故障模型预测MTPA容错控制

针对内嵌式永磁同步电机发生退磁故障时系统模型和参数发生改变,控制器控制性能严重下降的问题,提出基于改进STO的退磁故障模型预测MTPA容错控制策略。首先针对电机发生退磁故障,分析模型参数变化,重新构建故障模型,并且求解了考虑故障状态的MTPA曲线。然后针对模型预测控制对参数变化的敏感性问题,构建改进的STO观测器,对永磁体磁链在线识别。最后设计电流模型预测控制器,对退磁故障的IPMSM进行容错控制。通过实验对比,构建的观测器对退磁故障情况的永磁体磁链有更好的观测性能,并且容错控制策略也更优秀。     

基于径向基神经网络的广义预测控制研究及应用

实际工业生产过程中常含有非线性、滞后环节,特别是在化工、冶炼等生产过程中尤为显著.连续搅拌釜式反应(CSTR)在反应过程中会产生大量的反应热,及时地移去反应热保证生产正常进行是控制的主要目标.采用了基于神经网络的预测控制来解决非线性、滞后等环节的影响.讨论了广义预测控制的基本结构与原理,研究了广义预测控制算法的预测模型、反馈校正、滚动优化.选取径向基(RBF)网络建立了系统的多步预测模型,并对连续搅拌釜式反应过程进行了仿真.仿真结果表明,基于RBF神经网络的广义预测控制器具有良好的自适应性、鲁棒性和抗干扰能力.     

桥式起重机动力学模型参数辨识及其防摆控制器设计

桥式起重机吊运过程中所产生的游摆,是吊运过程中必须克服的。从桥式起重机的模型辨识试验出发,通过试验法获得桥式起重机的动力学模型。在防摆控制器设计方面,提出利用广义预测控制整定PID参数的方法,使得传统的PID控制器能够有效地抑制和消除起重机吊钩的游摆。仿真和试验结果均表明:这种PID控制器的设计方法是正确而有效的,对于实现起重机无人值守的自动控制具有重要意义。     

某型涡扇发动机起动控制器仿真分析

分析某型涡扇发动机起动过程和起动控制装置工作原理,使用AMES im建立了该型涡扇发动机起动控制器的仿真模型,使用试验数据对仿真模型进行验证。在此基础上深入分析起动控制器可调部件参数变化对起动过程供油量的影响。论文结论可用于该起动控制器的产品调试和性能调整,并为起动控制装置的改进和改型提供依据。     

基于精校机的广义最小方差的极点配置控制器的仿真与应用

广义最小方差自校正控制器适用于过程模型已知,但参数缓慢变化且具有外干扰的随机系统。这种控制器具有算法简单,用一台微型计算机就可以实现的特点,因此具有实用价值。文章通过增加加权项和对系统极点位置进行配置的方法,对广义最小方差自校正控制器进行了改进,研究出性能优异的控制策略,最后将其应用于校直机电液伺服控制系统。仿真表明,该方法能够满足精校机电液位置伺服系统高精度、快响应的要求。     

基于广义预测控制的电液伺服系统控制研究

以电液位置伺服系统作为研究对象,建立具有一般性的系统非线性数学模型.基于此模型,提出一种基于广义预测的控制策略,采用随机梯度估计法在线估计控制器模型参数,避免在线求解Diophantine方程,减少在线计算时间.该控制方法具有计算量小、实时性高的特点.并通过仿真实验验证了此方法的有效性.     

基于约束扰动观测器的感应电机鲁棒模型预测控制方法北大核心

针对感应电机在参数扰动条件下的高性能鲁棒控制问题,提出一种基于模型预测控制和扰动观测器的感应电机无偏速度控制方法。基于串级控制结构设计内环模型预测转矩控制器和外环鲁棒速度控制器。在考虑电机电流和电压约束的最小损耗及参数随转速变化的前提下,提出一种改进的连续控制集模型预测控制器(CCS-MPC)作为内环转矩控制器;将稳定化MPC方法与离散时域扰动观测器(DOB)相结合,在同时考虑参数不确定性和负载转矩的影响以及电机的转矩限制的前提下,设计外环鲁棒速度控制器,该速度控制器为内环转矩控制器提供参考转矩;通过给出相应的定理和推论验证所提出的转速控制器的鲁棒性;设计物理实验对所提控制方法进行验证。结果表明:在考虑电机转矩限制的条件下,所提出的控制方法具有良好的瞬态及稳态响应,且在负载转矩扰动下具有较好的鲁棒性。     

多变量模型预测控制器设计与参数调节评述

在模型预测控制器设计与运行过程中,合理的控制器参数选择与调节可以改善系统的闭环性能,提高其稳定性与鲁棒性.本文对多变量DMC控制器设计的参数选择与调整做了详细的评述,给出了常用参数的选择规则,对有约束和无约束多变量DMC控制器的几种有代表性的调节方法做了分析,并讨论了商业预测控制软件的设计步骤与调节手段.     

Analyzing unidirectional solidification for a Co-Cr-Mo biomedical alloy by FEA

The paper shows how thermal finite-element analysis (FEA), run parallel to the experimental test phase, was used to optimize the unidirectional solidification process of Co-Cr-Mo tension compression specimens and stems of hip-joint endoprostheses by predicting optimal thermal conditions for different thermal boundary conditions and methods of process control. On the basis of the results obtained by FEA simulation of the Bridgman process, FEA is used to simulate and optimize the power-down method, a promising technique for the production of unidirectionally solidified Co-Cr-Mo hip-joint endoprostheses. Next, these results were used to simulate both unidirectional solidification methods for casting a real hip-joint endoprosthesis stem. FEA shows that it is possible to cast unidirectionally solidified stems by either processing method and that, in both cases, no microstructural defects are to be expected. Tension compression fatigue life tests of Co-Cr-Mo samples showed a fatigue life prolongation by a factor of ten for unidirectionally solidified specimens compared to conventionally cast specimens.     

基于AMEsim和Simulink的电液位置/力混合控制仿真研究

为了满足某水下电液位置控制系统的特殊应用要求,设计了位置/力Fuzzy混合控制器.利用AMEsim和Simulink联合仿真技术建立了该电液位置控制系统模型,论述了一种位置/力混合Fuzzy控制策略的实现以及Fuzzy控制器的设计过程,进行了电液位置伺服系统的控制仿真.仿真结果表明了位置/力混合Fuzzy控制器对于系统控制的有效性和鲁棒性.     

输送机张紧装置大液容系统压力控制研究

分析带式输送机的工况,给出液压张紧装置的工作原理,搭建液压张紧装置的AMESim仿真模型。通过仿真表明采用单一的PI控制器很容易产生压力超调,主要原因是系统大容量蓄能器的液容较大,在压力上升时,PI调节器容易出现饱和从而导致压力超调,而在压力下降和尾车上升工况时,较大系数的PI控制具有较好的控制性能。针对该问题提出分段控制策略,在压力上升工况时,采用变结构控制;而在压力下降和尾车上升工况时采用大系数PI控制。仿真结果表明,该控制策略具有较好的压力跟踪性能和稳态精度。     

基于二维激光扫描的复合材料层合板热振试验装置研发与应用

研发了一套基于二维激光扫描测试装置的复合材料层合板热振试验装置。利用PLC控制器、触摸屏、滑台型导轨、步进电机、激振器、功率放大器、激光测振仪、加热及温控装置、振动控制仪及数据采集分析装置等,建立了满足层合板高温测振需求的硬件系统。基于PLC梯形图语言编写了二维激光扫描测试装置的控制软件,并详细介绍了手动、自动控制模块对应的操作界面与测控优势。以HF10碳纤维/树脂基层合板试件为例,对该装置进行了研究。结果表明:该装置可显著提高热环境下层合板结构模态振型的测试效率,且有利于研究不同温度对结构振动特性的影响。研究发现热环境对层合板固有频率和阻尼性能有着复杂影响,且随着温度的不断升高,模态阻尼比呈现减速增大的趋势。     

面向高速钢轧辊材质磨削的磨床电解磨削装置控制系统研发

针对高速钢轧辊材质的修复问题,展开高速钢轧辊材质电解磨削装置控制系统研发工作。基于普通外圆磨床的机床,以S7 200 SMART系列PLC为控制器对阴极进给系统、电解液供液系统和加工系统进行控制。其次,展开高速钢轧辊材质电解磨削装置控制系统的硬件、软件以及人机交互设计,该控制系统具有自动对刀、故障检测等模块化功能。再者,对加工间隙控制提出了一种带修正因子的模糊控制器-PI双模控制方法,建立MATLAB/Simulink仿真模型,其结果表明该控制方法效果理想,鲁棒性强,可整定控制器增益参数,并将该算法编程于PLC中,最终可实现加工间隙控制过程稳态误差小、超调小、响应快、稳定性好。最后,展开预实验,探究了加工间隙以及温度对加工电流的关系,结果表明加工电流随加工间隙的增加而减小,随温度的升高而增加。     

以PLC主控单元作为控制器的数字控制系统设计

提出一种以PLC主控单元作为控制器的数字控制系统,即把被控设备执行机构位移检测装置(如光栅)所检测到的位移脉冲信号作为PLC主控单元的反馈信号,用PLC的计数器对位移检测脉冲信号进行计数,实现执行机构动作顺序及动作位移的数字控制。     

曲轴后端凸缘油封面再制造机床的设计

针对曲轴后端凸缘油封面的失效,结合复合纳米电刷镀技术,设计了曲轴后端凸缘油封面再制造机床,实现曲轴的批量化、自动化再制造。曲轴后端凸缘油封面再制造机床由磨削装置、刷镀装置以及镀液循环装置组成,在刷镀装置中可通过手柄调节镀笔与工件之间的距离和压力。刷柄内置压力传感器,可监测刷头与工件之间的压力,以便调节镀笔,为修复曲轴后端凸缘油封面提供最佳参数。通过模块划分,将机床控制系统分为装卸模块、磨削模块和刷镀模块;机床系统选用的控制器为PLC,实现了逻辑控制、定时、计数等功能。该机床操作简便,自动化程度高,可修复不同规格的曲轴。     

基于EtherCAT总线的分布式测控系统

网络化、分布式是现代测控系统的发展方向。设计一种基于EtherCAT总线的分布式测控系统,系统为一主多从结构,主站采用软控制器TwinCAT实现,为从站设计了测控系统通信及控制卡,实现了EtherCAT通信和多种信号的多通道输入测量及输出控制功能。实验结果表明:该系统具有信号测量及控制精度高、实时性好、扩展方便的特点。     

等离子喷涂设备的PLC自动控制

介绍了等离子喷涂设备的组成及技术要求,分析并设计了等离子喷涂的电路图及工作程序流程图。以西门子公司S7—200可编程控制器为中心元件,设计了等离子喷涂设备的PLC自动控制系统。该系统具有操作方便、可靠性高、工作电流稳定性好的特点,控制功能和精度优良,可喷涂各种合金及陶瓷粉末,喷涂效果理想。     

精密直线伺服装置数字预见控制器设计

直线伺服装置是实现非圆截面类零件数控车削加工的关键,针对其加工目标轨迹已知的特点,本文基于二次型最优控制理论设计了直线伺服装置数字预见控制器.该控制器由一个具有PI-PD形式的最优状态反馈控制器和预见前馈补偿器构成.为了进一步克服外部干扰、模型误差和参数变化对预见控制的影响,提出了一个离散时域扰动观测器.仿真结果表明,该控制方法能够满足高速高精度条件下对非圆截面零件的车削加工要求.