基于Matlab/Simulink的精密流量控制系统仿真研究

与传统液压调速系统相比,交流变频调速技术为液压系统提供了一种全新的流量控制方法,有诸多优点。设计矢量控制变频调速异步电机驱动的变频液压调速系统,基于Matlab/Simulink模型库,对系统流量控制方法建模,重点对异步电机矢量控制变频调速方法进行仿真。仿真结果表明:基于带转矩内环的转速、磁链闭环异步电动机矢量控制方法具有更好的动态特性和调速精度,使系统流量控制具有较好的快速性和较高的控制精度。     

变频液压系统中变量泵的建模与仿真研究

基于英国某流体试验中心的变频驱动液压系统,对该系统中的变量泵的结构进行了详细的分析.建立了变量泵斜盘角度闭环控制系统的数学模型,利用Simulink软件建立仿真模型.比较分析在不同转速下瞬时流量模型与平均流量模型、瞬时斜盘力矩模型与平均斜盘力矩模型对变量泵仿真结果的影响.     

6自由度液压机器人的自抗扰控制

为提高6自由度液压机器人电液驱动系统的控制性能,针对电液位置伺服系统的非线性和不确定性,建立了6自由度液压机器人后臂电液位置伺服系统的数学模型,提出了3阶自抗扰控制方案,通过对系统内扰和外扰进行估计和补偿,实现对位置的控制。仿真结果表明,所设计的自抗扰控制器不仅能满足系统对快速性和准确性的要求,而且还能有效抑制负载突变或未知扰动对系统性能的影响,与传统PID控制相比,其具有更强地鲁棒性和抗扰动能力,能满足6自由度液压机器人控制系统动态性能的基本要求。     

大型起竖装备液压系统设计与压力切换控制

针对大型起竖装备举升液压系统能量损失严重的问题,建立系统的负载模型,分析无外界扰动下的负载特点。将负载等效为折线式负载,在起竖初始和终了阶段均设定为恒定负载,在中间阶段设定为线性负载,实现驱动系统压力与负载力相匹配,同时保证系统压力有余量。设计与折线负载特性相匹配的液压驱动系统及压力切换控制策略,并通过压力切换控制实现了起竖过程能耗的降低。通过仿真对液压系统特性进行分析,结果表明:该系统运行可靠稳定,能耗降低56%,为大型起竖液压驱动系统设计与控制提供了一种有效的方法。     

液压多指手关节位置控制系统研究

液压多指手是一种以液压作为驱动方式的多指手,位置控制对于液压多指手跟踪规划轨迹、实现准确抓取具有重要影响。为了实现液压多指手对于位置的精确定位,针对液压多指手的工作特点以及实际液压系统的复杂性,从关节控制入手,分析了关节位置控制系统工作原理,建立了该位置控制系统的数学模型,引入了模糊PID控制策略,对基于模糊PID位置控制系统进行了详细设计,并利用MATLAB对其进行了仿真。通过MATLAB仿真研究,表明基于模糊PID的液压多指手关节位置控制系统的动态响应性能和稳态精度很好,能够满足液压多指手关节的工作要求。     

电动直驱式超高压力控制系统的建模与仿真

提出了电动直驱式超高压力控制的方式,建立了交流伺服电机驱动液压系统实现压力控制的系统的数学模型,并且对系统的特性进行了分析。通过计算机仿真系统,利用PID控制策略分别对阶跃信号和斜坡信号进行仿真分析,研究了其性能。结果表明:该系统具有较好的稳定性和跟随性,可以在一定程度上提高压力的控制精度。     

外骨骼关节驱动神经网络滑模力控制研究

针对外骨骼机器人液压关节驱动系统具有非线性、不确定参数等特性,导致模型建立困难以及负重时具有不确定冲击扰动的问题,基于电液伺服系统特性,建立以弹性负载为外负载的数学模型。为减小负重时冲击扰动项对力控制的影响,引入径向基（RBF）神经网络对干扰项进行补偿,设计一种基于RBF神经网络的滑模力控制策略。通过系统特性进一步验证模型可行性,并进行仿真试验对比。结果表明：与PID控制相比,所设计的控制策略响应时间更短,跟踪误差缩小70.5%;变负载工况下,所设计的控制策略具有更好的跟随能力、更强的鲁棒性能,可以满足外骨骼机器人关节驱动的力控制要求。平台试验进一步验证了仿真结果的有效性与正确性。     

纯电驱液压挖掘机动力源特性试验研究

现有工程机械主要以柴油发动机为原动机,存在燃油效率低,排放严重等问题,新的趋势是采用电动方式代替内燃方式.采用变速异步电动机驱动定量泵作为动力源,针对变频异步电动机动态响应较慢的问题,提出在定量泵出口增设液压蓄能器并将其油液引入液压泵入口的方法,提高电动机动态响应.建立采用蓄能器辅助起制动后电驱动力源的试验系统,对比分析了有无蓄能器辅助时液压泵的起制动特性.在此基础上,将这一动力源用于驱动进出口独立控制的液压挖掘机,对动臂运行特性和能耗特性进行试验研究.与发动机驱动系统相比,采用新型电驱动方式,实现同样的操纵性能,可降低动臂运行成本50%,并显著降低供电电源峰值电流.     

纯电驱液压挖掘机动力源特性试验研究（英文）

现有工程机械主要以柴油发动机为原动机,存在燃油效率低,排放严重等问题,新的趋势是采用电动方式代替内燃方式。采用变速异步电动机驱动定量泵作为动力源,针对变频异步电动机动态响应较慢的问题,提出在定量泵出口增设液压蓄能器并将其油液引入液压泵入口的方法,提高电动机动态响应。建立采用蓄能器辅助起制动后电驱动力源的试验系统,对比分析了有无蓄能器辅助时液压泵的起制动特性。在此基础上,将这一动力源用于驱动进出口独立控制的液压挖掘机,对动臂运行特性和能耗特性进行试验研究。与发动机驱动系统相比,采用新型电驱动方式,实现同样的操纵性能,可降低动臂运行成本50%,并显著降低供电电源峰值电流。     

LFW系统顶锻方向位置与压力转换无扰控制原理的分析及试验

为改进线性摩擦焊接系统中所设计的顶锻方向液压控制位置和压力转换控制过程,提高顶锻方向位置精度,对其液压控制位置和压力转换控制方式的原理进行研究,明确顶锻方向位置控制和压力控制的特点及其各自应采用的控制器的形式.进一步研究顶锻方向位置控制和压力转换控制策略,提出顶锻位置控制和压力协同控制方法,对控制特性进行试验验证.研究结果对提高主机的生产效率和性能具有理论和实际意义.     

液压机批量成形控制策略

为了提高批量成形金属产品的塑性成形性能,建立了金属液压成形系统的数学模型,并针对追踪周期性位移信号存在滞后和周期性误差的问题,提出了一种基于重复控制和输出反馈的复合控制策略(ROF控制),以提高系统性能,并在金属成形模拟液压实验平台上验证了在ROF控制策略作用下的液压缸位移、速度和加速度响应特性,与PID控制进行了对比分析。实验结果表明,采用ROF控制策略,其系统追踪精度能达到0. 05 mm,两个工作循环周期后,追踪过程基本无滞后,能保证金属按指定谐波信号成形,最终能有效地提高批量成形金属件的性能。     

电动叉车静压传动系统设计与仿真研究

为了优化电动叉车传动系统并降低成本,结合电机变频技术、低速马达驱动方案和开式回路的特点,针对3.5T叉车提出一种新型静压传动系统,包括液压系统和控制策略。通过AMESim软件对驱动系统进行建模和仿真,对系统的各项性能进行分析。结果表明:该传动系统能实现行驶、微动、自动换挡、平稳制动等功能,且行驶速度、爬坡度等性能达到行业要求。     

一种电液伺服系统位置控制的模糊迭代控制策略

控制电液伺服系统对期望位置进行准确的追踪,有利于提高工作安全性和工作效率。对此,提出了采用模糊迭代控制策略的电液伺服系统位置控制方法。通过分析电液伺服系统位置控制模型,得出液压伺服阀的动力学方程,计算液压缸中不同腔室内的压差值,求得活塞的动力学模型,获取液压缸对负载施加压力的动力学模型。利用T-S模型,采用If-Then规则,在模糊集合的基础上求得控制量方程。以位置误差为依据,构造参数因子的迭代控制率,以完成模糊迭代控制策略的设计。采用所提模糊迭代控制策略和干扰观测控制策略对阶跃和三角形期望位置进行追踪测试。测试结果显示:在对阶跃和三角形期望位置进行追踪时,所提方法比干扰观测控制策略在x方向上的最大追踪超调值分别减小了35.06%和39.45%,在y方向上的最大追踪超调值分别减小了32.55%和11.68%。所提方法具备较好的位置控制性能,可准确地追踪期望位置。     

可逆式四辊轧机液压AGC系统的仿真与分析

可逆式四辊轧机液压AGC系统作为板带厚度控制的关键机构之一,其动态性能的优劣直接影响板带厚度控制精度。在AMESim软件中建立液压AGC系统的位置控制模型,加入PID控制策略,分析影响其控制性能的因素,从而使可逆式四辊轧机的液压位置压下系统的控制性能得到优化。     

电液伺服系统的模糊自适应复合控制研究

电液位置伺服系统的阻尼比较低,造成电液位置伺服系统响应速度慢及跟踪性能较差。为解决此问题,提出一种模糊自适应控制与速度正反馈、加速度负反馈相结合的复合控制策略。通过速度正反馈来提高系统的开环增益,加速度负反馈提高阻尼比,从而提高系统动态响应速度并减小位置误差。利用前馈控制拓宽系统频宽,进一步减小位置跟踪误差。对传统PI控制、模糊PI控制、模糊PI复合控制算法下的系统响应性能进行仿真分析,结果表明:采用所提出的复合控制策略时,系统动态响应速度比模糊PI控制提高约76.9%,比传统PI控制提高约84.2%,其位置跟踪误差几乎为0。     

泵阀复合驱动执行器速度/位置控制方法

针对液压升船机、多自由度试验平台、长行程单出杆液压缸控制系统高性能和高效能的要求,结合阀控回路的高性能和泵控回路的高效能特点,采用阀控开式回路和泵控闭式回路并联驱动新回路。该回路兼顾效能和性能,但侧重于保持性能。为提高新回路运行过程中的平稳性及带负载的控制精度等性能,提出带有负载补偿量的速度/位置复合控制策略,确定负载补偿计算模型和速度前馈控制计算模型。仿真结果表明:采用该控制策略,可以实现速度和位置的同时控制,并且在不同负载下可以获得较好的控制性能。     

多模态控制在电液位置伺服系统中的仿真研究

针对漏油、油液污染、死区、滞环等因素导致的液压伺服位置系统的参数时变、非线性等特性,探讨了基于仿人智能的多模态控制策略。分析了液压伺服位置控制存在的问题,讨论了仿人智能控制的本质特征,动态控制特征模型,总结了控制的多模态特性及其相应的控制算法。多模态控制与PID控制的仿真实验对比研究验证了多模态控制具有良好的控制品质。仿真结果表明:与PID控制相比较,采用多模态控制时电液位置伺服系统可获得更好的跟踪性能、动静态特性以及更强的鲁棒性。     

基于模糊自适应PID控制策略的液压变压器驱动直线负载系统研究

液压变压器是液压恒压网络系统中一种压力转换元件,可以实现无节流损失地将液压恒压网路系统压力转换为负载所需的压力.液压变压器的特性决定了其是典型的非线性元件,且液压变压器控制液压缸系统的模型本身就具有较大的非线性因素,且系统的传递函数也很难表达,采用一般的控制策略很难达到满意的控制效果.提出采用模糊自适应整定PID控制策略来尝试对液压变压器驱动液压缸系统进行仿真研究,结果表明采用模糊自适应PID控制策略能够提高液压变压器的伺服性能以及系统的动静态特性.     

基于RBF网络自适应滑模的非对称泵抗扰控制

针对非对称泵样机变排量试验中柱塞对斜盘冲击引起明显的斜盘角度波动现象，以及理论推导的控制系统模型存在误差问题，提出采用鲁棒性较强的RBF网络自适应滑模算法进行变排量抗干扰控制。非对称泵配流盘具有3个不同的串联配流窗口，柱塞经过配流窗口产生不对称的冲击力作用于斜盘，其可视作干扰信号。通过Simulation X和Simulink联合仿真，对比在40 Hz下的变量阻力矩作用下常规PID控制、普通滑模控制和RBF网络自适应鲁棒滑模控制的斜盘摆角响应特性。仿真结果表明：采用RBF网络自适应鲁棒滑模控制，其柱塞腔压力峰值和斜盘摆角的脉动相对于PID控制分别降低了5%和39%，相较于普通滑模控制分别降低了2.51%和4%，其流量的波动与斜盘摆角一致。抗干扰控制算法提高了系统的动态响应特性，削弱了系统的抖动。     

基于自适应滑模控制的液压支架试验台同步控制特性分析

为提高液压支架试验台同步控制系统的同步控制性能,提出一种基于模糊理论和滑模控制的自适应滑模控制方法,对液压支架试验台的主从同步控制性能进行研究。分析液压支架试验台同步控制系统工作原理和理论模型;在AMESim-MATLAB环境下建立仿真模型,并对比分析采用模糊PID和自适应滑模控制的系统的同步动态性能。结果表明：采用自适应滑模控制的液压支架试验台同步控制系统的伺服跟踪能力和稳态性能比模糊PID控制的系统更好,验证了自适应滑模控制在液压支架试验台同步控制系统中应用的可行性。