基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机解耦控制研究

应用多变量非线性控制逆系统理论，对无轴承永磁同步电机的多变量、非线性、强耦合的控制对象进行了动态解耦控制研究；介绍了逆系统理论，阐述了无轴承永磁同步电机径向力的产生机理，建立了转矩力和径向悬浮力状态方程，分析了基于逆系统理论解耦控制的可行性，推导出基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机转矩力与径向力之间的动态解耦控制算法。仿真结果表明，这种控制策略能够实现转矩力与径向力之间的动态解耦，并且系统具有良好的动、静态性能。     

三轴六自由度电液振动台解耦控制

为了解决三轴六自由度电液振动台自由度之间耦合问题,提出一种基于逆模型的前馈补偿器解耦策略。对多轴电液振动台的系统传递函数转化为矩阵型式并进行分析,推导出基于系统逆模型解耦控制方案,利用递推增广最小二乘法(Recursive Extended Least Square,RELS)及零相差跟踪技术(Zero Phase Error Tracking,ZPET)设计出系统逆模型并得到相应的解耦控制器。最后,利用六自由度电液振动台对提出的算法进行实验验证。实验结果表明,解耦后的系统性能得到较大改善,一定程度上降低了耦合信号。     

液压伺服系统仿真

本文建立了液压位置伺服系统的数学模型。针对液压伺服系统难以精确控制的特点，设计了PID控制器。通过Simulink／AMESim对电液位置伺服系统进行了可视化联合仿真，仿真结果显示所设计的PID控制器在电液位置伺服系统中取得了良好的控制精度和稳定性。     

TRT中电液位置伺服系统的预测控制

设计高性能的电液位置伺服控制系统是提高TRT系统高炉顶压控制精度的关键问题。针对由于电液伺服系统的不确定和非线性特性而难以建立精确数学模型用于实时控制的问题,将一种快速无超调的广义预测控制算法应用于电液伺服系统。该算法充分利用预测信息对控制量进行补偿,很好地抑制了超调的出现。对输入增量引入柔化系数矩阵,避免了逆矩阵的求解,提高了系统响应的快速性。仿真结果表明,该算法使电液伺服系统取得较好的动态性能。     

真空钎焊温度的建模与解耦控制

真空钎焊炉中温度的精确控制是一个多变量控制问题,为实现钎焊温度的精确控制,以真空钎焊现场实际采集的数据为基础,辨识出真空钎焊炉温区温度一阶模型,提出一阶滞后系统的多变量预测函数解耦控制算法,得到一个解析的控制量计算方程,实现钎焊温度一阶滞后系统的多变量预测函数解耦控制.仿真和实际运行结果表明,该控制方法优于传统或改进的PID控制系统,具有很好的控制效果.     

基于奇异摄动理论的电液伺服系统Backstepping滑模自适应控制

针对电液伺服位置跟踪系统中存在的非线性特性、系统参数和外部负载的非匹配不确定性,提出了基于奇异摄动理论的电液伺服系统的Backstepping滑模自适应控制。利用奇异摄动中双时间刻度理论将原系统分解为快慢变子系统,分别设计快变和慢变子系统的控制律,再合成得到复合控制器。应用Backstepping的逆向递推方法有效地解决了高阶非线性系统的控制问题,用滑模方法抑制系统的外部扰动,对系统的不确定性参数进行自适应估计。数字仿真的结果验证了所设计控制器的正确性和有效性。     

具有解耦的双线性自适应控制算法

本文对一类多变量双线性系统，用修改量小二乘辨识方法，建立了自适应解耦控制逄法，分析了该算法的收敛性和稳定性。     

变风量变冷水温系统解耦控制实验研究

针对变风量变冷水温空调系统，分析了该多变量多输出系统的回路交互影响，设计了解耦器并整合到控制器中。通过实验证明，解耦器的应用能较好地解决变风量系统中温、湿度控制问题，达到了良好的节能效果。     

电液伺服系统的神经网络建模方法研究

针对电液伺服系统固有的流量-压力特性等非线性因素使得采用传递函数等传统方法难以获得电液伺服系统的精确模型的问题,详细研究了电液伺服系统的神经网络建模方法.研究了两种最常见的神经网络,即多层感知器神经网络和径向基函数神经网络,采用5种典型学习算法构造了3种多层感知器神经网络和2种径向基函数神经网络,并结合自动定深电液伺服系统的工程实例,详细分析了这5种神经网络在电液伺服系统中的建模性能.研究结果表明,采用正交最小二乘算法的径向基函数神经网络最适合电液伺服系统的建模.     

故障仿真在电液伺服系统故障诊断中的应用研究

本文将故障仿真技术引入到电液伺服系统中,以一个试验用电液伺服系统作为研究对象,对其进行故障建模和仿真.通过对电液伺服系统的建模,引入了一个非线性状态空间模型来描述电液伺服系统的动态特性.并且应用了Matlab提供的模拟仿真工具Simulink实现了模拟仿真.通过仿真结果与实际系统比较,验证了理论模型描述实际电液伺服系统动态特性的准确性.     

交流伺服电机直驱液压机传动系统研究综述

交流伺服电机直驱液压机相比传统液压机,具有低速锻冲、快速空程向下及快速回程的特点,其交流伺服电机直驱的传动方式可有效减少滑块上行和下行的时间,大大提高液压机工作速度。介绍了国内外交流伺服电机直驱液压机传动系统的研究现状,提出了一种无油泵交流伺服电机直驱新型液压机传动方式,介绍了该新型液压机传动系统的构成及工作原理,并提出了研制该无油泵交流伺服电机直驱新型液压机所需要解决的科学问题。     

基于多目标竞争遗传算法的模糊变结构控制的研究

基于多目标竞争遗传优化算法,结合变结构控制和模糊逻辑技术的特点,提出一种优化模糊变结构控制方法.以滑模开关函数及其变化量作为模糊调节器的输入量,滑模面边界层宽度作为输出量,设计了一个二维模糊调节器,同时,引入了多目标竞争遗传优化算法,优化了边界层宽度模糊调节.液压伺服系统的位置控制实验结果表明,所提出的模糊变结构控制稳态控制精度高,同时削弱了抖振,在系统鲁棒性与稳态控制性能之间较好地实现了综合平衡.     

A microprocessor‐based electrohydraulic servo system

Abstract

A microprocessor‐based electrohydraulic servo system has been constructed and tested. It is implemented with an 8‐bit single‐chip microcomputer to control a hydraulic motor. The control algorithm is based on variable structure control principles. The experimental results show that the system is under good control and possesses a great potential for electrohydraulic servo control.     

基于模型比较的液压伺服作动器故障监控仿真研究

针对某型液压伺服作动器,提出一种基于模型比较的方法实现故障监控。阐述了该型作动器的组成及工作原理,之后对其故障模式进行分析,采用基于模型比较的监控方法建立液压伺服作动器的数学模型和仿真模型,运用Matlab软件进行仿真验证,证明本文建立的仿真模型可靠,与实际状态接近程度高,为液压伺服作动器的故障监控提供了可靠依据。     

电液伺服动静万能试验机液压系统设计的一些原则

 分析讨论了电液伺服动静万能试验机液压系统设计中的一些共性问题，包括负载动力的匹配、伺服阀的选用、作动器固有频率的提高、夹紧装置与冷却系统的设计等． 提出了设计该类试验机液压系统的一些原则，其优效性在1 MN 电液伺服动静万能试验机设计中得到验证． 该原则可以作为工程技术人员设计同类试验机的参考依据．     

钢管自动成型机控制系统设计

介绍了钢管自动成型的工作过程,提出了基于液压驱动电磁吊搬运机构的钢管成型方式,建立了六角成型的数学模型。设计了基于现场总线技术的控制系统,描述了打捆机的工作流程以及监控软件的功能,讨论了液压伺服系统的PID控制和同步控制。     

立体停车位液压系统控制策略及节能控制技术研究

针对目前立体停车位均采用阀控液压动力系统,存在系统效率低、能耗大等问题,将伺服电机直驱定量泵的节能技术应用于立体停车位的液压系统中.采用滑模变结构算法与模糊控制算法相结合的模糊滑模控制算法作为立体停车位各个工况切换的控制策略,相比于工业中常用的模糊PID控制算法,模糊滑模变结构控制能够对系统设定流量需求进行快速响应,在多个工况切换时,波动小、稳定速度快.同时对使用节能技术的立体停车位运行时的功率、能耗及系统效率进行测试,结果表明使用伺服电机直驱定量泵的液压节能系统与使用传统阀控液压系统相比,能耗降低了31.2%,系统效率提高了33.2%,具有较好的节能效果.     

电磁力与射流流场中压力脉动作用下伺服阀力矩马达谐响应分析

为揭示伺服阀自激噪声的产生机理,该文对伺服阀力矩马达的振动特性进行研究。通过分析喷嘴挡板式电液伺服阀的工作原理,给出了衔铁组件的受力数学模型。建立了单自由度系统的谐响应分析数学模型,分析了谐振频率与系统固有频率的关系。采用ANSYS软件对电磁场和伺服阀内部流场作用下力矩马达的谐响应特性进行了分析,得出了力矩马达关键点处不同方向上的谐响应曲线,分析了其在0~4500Hz内的谐振规律。仿真结果表明,电磁场和流场的作用会激发力矩马达的高频振动,从而可能诱发高频自激噪声。     

Experimental study on control fins of a small flying vehicle using piezo-composite actuators

A camber morphing control fin design and an all-moving control fin design using piezo-composite unimorph actuators are presented in this paper. The control fin of a small flying object is usually actuated using a servo motor system with an electromagnetic motor. Much research has been conducted to solve the structural complexity of servo actuation systems to convert the rotation of a servo motor to a linear actuation motion. To simplify this structural complexity, several types of smart actuators have been developed, such as bimorph or unimorph actuators with piezoelectric material layers and shape memory alloy actuators. In this study, a camber morphing type control fin and an all-moving type control fin actuated using piezo-composite actuators are designed to evaluate their ability to simplify the structural complexity of the gear transmission and electromagnetic servo motor system or hydraulic actuator system. Within the skin of the control fin, a piezo-composite actuator is mounted and the other end inserted in a slot of the control fin. As the piezo-composite actuator is excited by an electric field, the pitch angle of the control fin is changed. Experimental testing for the pitch rotation angle of a control fin in a 450 V electric field showed the deflection angle of the camber morphing control fin was 1.4° and the rotational angle of the all-moving control fin was 5.4°, which is obtained from the rotation angle magnification linkage structural system.     

电液伺服系统的微分与积分滑模变结构控制

针对电液系统的非线性特性及其参数不确定性,在电液伺服系统的速度跟踪控制中,提出了一种非线性微分与积分滑模变结构控制(DI-SVSC)策略。在滑模控制中引入积分控制项,消除了传统滑模变结构控制需要被跟踪信号导数已知的假设,利用一非线性微分控制消除了系统的抖振现象。在积分滑模控制与非线性微分控制中,分别给出了切换函数、非线性微分系数及控制器的设计方法。仿真结果显示,该控制方法具有较强的鲁棒性及良好的跟踪性能。