基于先进PID控制的液压同步系统研究

针对重载四缸同步举升控制系统的高同步精度及稳定性要求,利用单神经元自适应PID控制器对电液比例伺服阀控缸位置进行同步控制。建立了液压举升系统的动态仿真模型,利用AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真的方法,在搭建的控制算法下对控制器参数进行优化并进行举升模拟仿真,分析系统在运动过程中及极端工况下的位置同步特性。仿真分析表明:该控制算法能够实现重载四缸同步举升控制系统的高同步精度及稳定性的要求,并且同步精度达到0.5mm。     

液压四足机器人单腿阀控缸位置自适应控制研究

针对传统液压四足机器人电液伺服阀控缸系统的非线性、参数时变性、控制误差大等问题,提出了一种基于位置闭环控制的模型参考自适应控制算法。以液压四足机器人为研究背景,介绍了单腿整体结构及组成;然后,建立液压四足机器人电液伺服阀控缸控制系统模型、传递函数,并设计模型参考自适应控制器;最后,结合AMESim-MATLAB软件搭建四足机器人电液伺服阀控缸系统的控制模型,并对搭建好的测试平台进行实验。实验表明基于电液位置伺服系统的液压四足机器人阀控缸位置控制系统模型的合理性,阀控缸位置跟踪效果好、响应速度快、误差小、鲁棒性强,验证了所设计的位置闭环控制的模型参考自适应控制算法的可行性。     

液压系统多缸同步控制技术研究

针对液压多缸同步控制技术进行研究,建立了液压多缸同步系统的控制模型。使用等状态交叉耦合控制策略对液压多缸同步系统进行控制;使用模糊PID算法代替常规PID算法作为液压多缸同步控制系统的核心算法。仿真研究的结果表明,使用模糊PID算法相比常规PID算法,能够有效提高液压多缸同步控制系统的跟踪性能和同步控制性能。     

基于相邻交叉耦合的四缸升降同步控制

针对四缸同步升降试验台的同步误差较大的问题,基于改进的相邻交叉耦合控制策略,结合液压缸位置误差和位置同步误差构造新的误差状态变量,采用系统辨识获得阀控缸模型参数,并结合滑模变结构控制算法,提出了四缸同步升降控制算法。四缸同步控制系统AMESim/Simulink联合仿真表明,该控制算法在液压缸精确跟踪输入信号的同时具有良好的同步控制效果,并且具有良好的鲁棒性。     

电液伺服液压执行机构高精度位置伺服控制研究

鉴于电液伺服阀控机构在液压控制系统的重要性,其位置伺服系统动态复杂多变,传统的PID位置伺服控制算法无法满足控制要求,该文以液压阀控缸执行机构为例,提出了一种基于鲁棒滑模控制算法,提高了传统液压缸执行机构位置精度,使得系统具有较强的抗干扰能力。首先,对液压执行机构组成结构和系统原理进行阐述;然后根据原理图建立执行机构理论数学模型,并设计了鲁棒滑模控制器(SMC);最后,搭建液压执行机构实验平台,将滑模控制算法和传统PID控制算法进行位置控制实验,对比分析两者位置伺服控制响应速度和控制精度,实验结果表明本文设计的滑模控制算法的正确性和有效性,为今后液压执行机构位置控制上提供参考。     

基于智能算法的多缸同步控制系统研究

介绍了多缸电液伺服同步控制原理和神经网络控制原理,提出了神经网络PID算法,设计了神经网络PID控制器。推导出多缸液压同步控制系统的传递函数,并把该控制器应用到多缸液压同步控制系统中。经过仿真研究表明该控制器控制效果良好,能满足多缸电液伺服系统的同步控制要求。     

基于模糊PID的变幅液压缸伺服位置自适应同步控制技术

液压系统中存在许多非线性因素,例如摩擦、死区和溢流等。这些非线性特性会影响伺服位置的精度和同步性能,导致控制系统的不稳定和误差积累。为此,提出基于模糊PID的变幅液压缸伺服位置自适应同步控制技术。考虑变幅液压缸伺服系统的运行结构,分析变幅液压缸动力,构建液压缸以及伺服阀的数学模型;利用伺服输出流量和压降的关系,获取速度前馈控制信号;将其反馈到系统中,设计模糊自适应PID同步控制器,实现变幅液压缸伺服位置同步控制。实验结果表明,所提方法对液压缸的同步效果很好,有效减少了液压缸伺服位置控制的误差,在不同信号干扰下,有效提高其控制稳定性和同步性能,控制器超调量平均约为0.059%,响应速度较快。     

高速开关阀的气缸定位控制

首先分析了基于PWM高速开关阀的气缸定位控制系统的工作原理,在此基础上建立阀控缸定位系统的数学模型。应用脉宽调制方式以及常规PID控制算法和模糊PID控制算法,在MATLAB/SIMULINK上对基于高速开关阀的气缸定位系统进行了仿真。仿真结果表明,用模糊PID控制算法控制阀控缸定位系统,可以实现更快速、更精确的气动执行器位置伺服控制。     

20MN液压支架试验台同步控制系统的设计

针对20MN液压支架试验台调高液压缸大行程、重负载的工况特点,分析了调高液压缸的工作状态和运动特性,提出一种采用电液比例伺服阀实现四缸同步控制的设计方案.该控制系统在WINDOWS操作系统下,采用VC 编制了四缸同步控制系统程序.通过MATLAB仿真和实验结果显示,该文的控制算法和同步策略可取得良好的效果,基本上满足目前液压支架试验台的同步控制精度,为液压支架检测技术的发展打下一定的基础.     

阀控液压伺服系统的辨识与优化设计研究

根据阀控缸电液位置伺服系统的组成,对系统中的阀控缸的数学模型进行了研究,并通过系统辨识的方法得到了阀控缸系统的闭环传递函数,控制器采用全维状态反馈,以二阶工程最佳为优化目标建立了系统的仿真模型。仿真结果表明该控制器实现了液压位置伺服系统的极点配置,完成了优化目标。表明全状态反馈控制能够提高液压伺服系统的位置跟踪精度,具有工程可行性。     

电液双缸系统同步控制

由于强非线性和强耦合作用严重影响双缸同步系统的控制精度,同步误差加剧试件变形内力,具有较强的破坏能力,因此研究具有优良性能的同步控制算法具有重要的实践意义。建立考虑系统安装误差、测量误差、负载刚度和伺服阀零偏等因素在内的双液压缸同步控制系统数学模型;分析上述各误差因素对双缸同步控制精度的影响机理;提出了基于内力补偿和位置补偿的自由度控制策略,实现双液压缸高精度位置同步和出力的高度一致性;最后,运用MATLAB/Simulink软件对双缸自由度同步控制算法进行仿真分析,验证了控制策略的有效性。     

双马达回转同步驱动系统建模与控制研究

针对双液压马达回转高性能同步驱动问题,引入无阻尼行星系齿轮传动弹性动力学理论,基于双液压马达回转运动特性建立了系统非线性动力学模型;针对回转系统跟踪性能和同步性能要求,引入迭代学习控制算法(ILC),提出了结合离散化PID控制器结构的IL-PID同步控制策略。该控制策略基于“等同式”同步控制原理,在各单通道内部采用独立的离散化PID控制实现系统跟踪性能,在多通道间采用基于闭环D型学习律的IL控制实现系统同步性能。在五自由度液压伺服机械手上的实际应用结果表明,该控制策略相比于传统的PID控制具有较好的跟踪性能和同步驱动性能。     

液压同步顶升控制系统研究

针对多缸液压升降台同步控制的问题,对采用主从控制策略的同步控制系统进行了理论分析与系统设计,通过Matlab软件仿真分析液压升降缸的同步跟踪性能。结果表明,主从控制可以实现高性能动态同步精度。     

伺服转台智能PID复合控制算法研究

伺服转台大多采用间接驱动方式,以减速机作为传动装置,针对该系统具有间隙、摩擦等非线性特征,以位置环作为研究对象,引入复合控制的思想,提出了一种智能PID控制算法,可根据误差大小和运动趋势来改变P、I、D三个参数值,从而有效的对转台伺服系统的转轴进行实时控制。实验结果表明该算法响应速度快,跟踪性能好,抗外界干扰能力强,可较好地提高控制精度。     

一种变量泵斜盘电液伺服控制系统研究

针对航空动力系统变量柱塞泵斜盘角度控制,设计并实施了一种简化结构的节流式电液伺服控制系统。通过数字仿真简化系统模型,并为斜盘位置控制设计控制算法,在X型航空发动机特性半物理仿真试验系统上完成了功能试验。结果表明,结构简化的变量泵斜盘位置电液伺服控制系统工作有效、快速、稳定。     

考虑非线性特性的电控助力制动系统多闭环压力控制策略

针对电控助力制动系统(Electro-booster brake system, Ebooster)主动制动时面临的液压系统时变特性扰动、传动机构动静态摩擦阻碍以及底层伺服电机电磁特性耦合等诸多非线性难题,提出一种考虑非线性特性的压力—位置—电流多闭环压力控制策略。分析Ebooster主动制动工作原理并建立面向控制器设计的等效简化模型;基于自抗扰理论设计压力环控制器,补偿了液压系统时变特性扰动;采用鲁棒滑模变结构设计位置环控制器,考虑传动机构动静态摩擦阻碍和系统未建模扰动;通过李雅普诺夫稳定性理论设计电流环控制器,解决永磁同步电机双轴电流耦合问题。基于d SPCAE设备搭建了硬件在环台架进行算法测试验证。结果表明,提出的多闭环压力控制策略能够控制Ebooster实现主动制动功能,压力跟随的稳态误差在0.2 MPa之内,同时在多种压力跟随工况下表现出良好的控制效果。研究成果为机-电-液耦合的线控制动系统进行制动压力控制时面临的多种非线性扰动问题,提供了一种良好的解决思路。     

摩擦焊模块化测控系统实现

设计基于P89C51RD2单片机的摩擦焊机压力及转速两个测控电路模块,实现对惯性摩擦焊过程关键参数压力及转速的闭环控制.摩擦焊机液压系统控制阀采用可控性较好的电液比例溢流阀,由压力传感器对实际压力进行检测,检测信号进入压力测控电路模块,经A/D转换、运算处理及D/A转换后输入电液比例溢流阀,以实现对摩擦焊接过程压力的连续调节.焊机主轴电动机驱动器采用调速性能较好的变频器,主轴转速由光电旋转编码器进行检测,其脉冲信号直接进入转速测控电路模块,经运算处理及D/A转换后输入变频器,实现调速控制,使焊机主轴电动机可按照焊接工艺的要求得到稳定、准确的转速.实际生产应用表明,压力及转速控制系统工作稳定、操作方便、运行效果良好.     

新型低速电液伺服叶片马达的控制策略研究

介绍了一种仿真转台用新型叶片式无脉动连续回转电液伺服马达的工作原理，分析了拉各瑞(Lugre)摩擦力模型，给出了摩擦力模型的参数辨识方法及在系统中的补偿措施，同时设计具有人工智能的非线性PID复合控制策略。通过实验，得到新型连续回转马达的摩擦转矩模型，对马达的低速及阶跃响应进行了研究。验证了采用摩擦力补偿措施有效地克服了系统的低速爬行及极限环振荡现象，使马达的性能完全符合仿真转台的需要。     

HYBRID CONTROL OF HYDRAULIC PRESS MACHINE BASED ON ROBUST CONTROL

A robust control algorithm is proposed to focus on the non-linearity and variables of the hydraulic press machine with the proportional vatve. The proposed robust controller does not need to design stable compensator in advance, which is simple in design and has large scope of uncertainty applications. The feedback gains of the proposed robust controller are small, so it is easily implemented in engineering applications. The theoretical and experimental research on the position and speed control of the hydraulic press machine is carried out. The control requirements of the hydraulic press machine during the working process are met in the position and speed at the same time. Experimental results show that the proposed controller has better robustness subject to load variables and adaptability of parameter variations of the hydraulic press machine with the proportional valve.     

基于均值耦合的多液压缸位置同步控制

针对多液压缸位置同步控制系统存在的耦合作用及偏载问题,提出一种基于均值耦合的同步控制策略,其控制思想为:控制器不仅要考虑自身的跟随误差,还要考虑与其余n-1个液压缸的同步误差,然后将得到的耦合误差通过模糊PID控制算法对回路进行在线调整,实现4液压缸升降平台的同步控制。最后,通过AMESim/Simulink联合仿真验证了与相邻交叉耦合控制策略相比,均值耦合控制策略能更好的解决液压缸的耦合作用及偏载问题,而且同步误差小,调节速度快,系统稳定性高。