基于积分分离PID神经元网络的电液位置同步控制算法

针对金属加工成形设备中电液位置同步控制系统的非线性、时变性所引起的跟踪性能差、动态响应慢以及同步控制精度低等问题,以阀控非对称缸系统为研究对象,根据电液伺服系统工作原理,建立双缸位置同步控制模型,提出了一种前馈校正的积分分离PID神经元网络控制算法,并设计了双缸位置同步控制器进行仿真分析。仿真结果表明:该方法的运用能有效抑制设备运行过程中负载变化、环境温度变化以及液压元件本身非线性等因素的干扰,双缸位置同步误差能控制在0. 1 mm以内,系统表现出良好的动态跟踪性能且调节时间短,较好地改善了传统控制方式的不足。     

比例流量阀控制非对称液压缸同步的仿真分析

本文介绍了一种由双比例阀控制双缸同步的方法，讲述了该方法的工作原理，推导出比例阀控制非对称缸的动态响应数学模型，并给出同步误差数学表达式。应用该模型及表达式，通过动态系统仿真软件包SIMULINK建立了通用液压元件的非线性仿真模型，实现了图形化交互方式下的系统仿真模型构建和元件参数修改，实现双缸高精度同步动作．     

悬臂式掘进机截割部系统建模及仿真研究北大核心

针对悬臂式掘进机截割头位置控制问题,建立掘进机截割部系统非线性模型。分析截割部回转比例阀控双缸液压系统和升降比例阀控双缸同步液压系统的压力、流量特性,结合回转和升降机械系统的运动学和动力学分析,建立截割部系统非线性数学模型。在MATLAB/Simulink环境构建截割部系统仿真模型,对掘进机典型截割工况进行仿真。仿真结果表明:悬臂的回转角度与升降角度能够很好地跟踪目标角度,且模型能反映截割部系统各参数的变化情况,为后续掘进机截割头的精确定位及掘进机的自动截割提供了理论基础。     

以轧机液压压下为负载的恒压源特性研究

在电液伺服阀控缸系统中,液压压下系统是控制复杂、负载力大、扰动因素多、交联耦合严重、控制精度和响应速度要求高的设备.以该系统作为负载,研究恒压源的特性具有代表性.以轧机液压压下控制系统为负载,建立恒压源-轧机压下系统仿真模型.通过仿真分析恒压源压力波动对控制系统产品精度的影响规律,通过实验分析轧制力变动与恒压源压力波动的相互关系.结果表明:恒压源压力波动越大,负载频率变化越快,控制系统的控制精度越低.为合理确定设备参数,改进供油系统的质量,提高系统控制精度提供依据.     

基于AMEsim-Simulink联合仿真的风帆液压控制

针对风帆驱动控制系统提出了差动缸液压控制方案,利用AMEsim软件建立液压系统仿真模型,再结合Simulink软件在控制系统设计方面的优势,对风帆驱动系统进行联合仿真研究。通过联合仿真比对了常规阀控非对称缸与本文作者提出的差动缸控制系统,验证了本文作者提出的差动缸控制风帆系统的优越性。分析了某一定常力负载下的阶跃动态响应及风帆所受实际变化负载力状态下的跟踪角度曲线,仿真表明该控制方案对风帆驱动控制的有效性和可靠性,可为风帆助航船风帆控制提供技术支持。     

基于扰动观测器的液压冗余直驱平台同步控制

针对液压冗余直驱运动平台,在考虑时变干扰和双缸耦合的情况下建立了非线性数学模型。为了提高机械强耦合的双缸间的同步性能,提出了基于扰动观测器的分级控制方法,该方法将控制设计分成扰动观测器设计、外环位置控制设计、力的控制分配设计以及内环力控制设计4个环节。首先针对作用于横梁的不确定性负载设计了非线性扰动观测器,然后根据横梁的位置姿态得到横梁运动所需的控制律,在结合控制律的控制分配后得到液压缸的期望驱动力,最后使液压缸具有力发生器的特性。经仿真验证,该控制器可以准确估计出负载力的大小,并且能够实现高精度的同步控制与位置跟踪控制。     

双缸同步液压系统Fuzzy-PID控制仿真研究

针对液压同步系统仿真大多没有考虑摩擦阻力不等、两缸负载不均衡以及变负载等因素对同步精度造成的影响,利用AMESim软件进行建模,并在Matlab/Simulink中建立积分分离式PID以及Fuzzy-PID控制算法来实现液压缸的同步起竖以及曲线同步跟踪.仿真结果表明,采用Fuzzy-PID控制算法,系统实现较高精度的同步控制.提出的双缸同步控制策略对其他设备中液压同步控制系统的设计研究也有很好的参考价值.     

电液伺服系统非线性建模与线性建模的比较

针对电液伺服系统的非线性问题,利用Simulink分析系统,建立了包含流量方程这一非线性在内电液伺服系统新模型,通过仿真获得了系统的实际特性,将仿真结果与线性模型的仿真结果比较,结果表明：非线性模型接近实际系统的模型,能够解决在大负载力下的线性建模的不足,用该方法建立的系统新模型相对直观、简洁、物理概念明确.     

纯水液压人工肌肉驱动系统的动态特性研究

将液压仿生人工肌肉系统作为一种液压传动控制系统,同时将液压仿生人工肌肉视为变截面积液压缸,在液压缸动态特性方程的基础上推导出描述液压仿生人工肌肉驱动系统动态特性的非线性数学模型,并用计算机仿真分析该系统的动态工作特性,为该系统动态特性的实验研究奠定基础。     

液压运动控制实验台垂直力控制系统研究

介绍正在实验室使用的液压运动控制实验台的系统组成及工作原理,并着重描述了其闭环力控制系统。针对实际应用的伺服比例阀及液压缸建立了AMESim元件模型,在此基础上给出了闭环力控制系统的AMESim模型。针对该计算机离散力控制系统,分析不同采样时间对系统的影响,并在弹性负载以及非弹性负载两种加载条件下分析动态响应特性曲线,最后加入PID控制器对系统进行了校正,得到较满意的结果。     

盾构掘进机推进系统非线性PID控制仿真分析

给出了采用压力流量复合控制的盾构掘进机推进液压系统工作模型,对其中的比例调速阀和比例溢流阀在AMESim环境下进行了模型构建,并完成了阀基本参数的优化设计.采用一种简化的动态土体粘弹性模型模拟盾构实际推进过程中的复杂负载工况.引入一种采用偏差修正参数的非线性PID控制器并在Matlab/Simulink环境下建模.为充分发挥各软件的优势,通过AMESim与Simulink接口界面,实现了液压控制系统的联合仿真.仿真结果表明,与常规PID控制相比,非线性PID对盾构推进液压系统的控制效果更佳.     

液压油非线性特性仿真研究

针对纯液压油与空气的混合油液的非线性变化特性,建立了溶解了空气的液压油液密度及油中空气含量随油液压力、温度变化的非线性数学模型;最后应用MATLAB软件对液压油的非线性特性进行了仿真.研究结果为建立精确的液压系统模型并进行动态特性分析奠定了基础.     

深海管道连接器密封特性分析与同步控制研究

为了实现深海环境下两个油气管道的连接,对水平管道连接器进行了研究,设计了该装置的总体结构。对法兰对接处的密封圈采用有限元法进行了接触分析,得出密封圈实现密封的允许压缩量,确定出液压系统油缸同步行程控制允许位移。提出了连接机构液压伺服位移同步控制系统的方案,推导出了阀控对称液压缸电液数字伺服系统的传递函数,设定了仿真参数。进行了双缸位移同步线性仿真分析,引入PID控制器,对双缸同步控制进行调节,确定了合适的比例、积分、微分系数,使得同步位移误差小于0.5 mm,达到了系统的控制要求。     

锻造机双缸液压同步控制系统建模及仿真

为了提高锻造机双缸液压同步控制的精度,以便保证锻造成形的质量,简化锻造机双缸液压同步电液伺服控制系统模型,推导同步控制系统模型,得到控制目标方程。使用单神经元PID控制算法和交叉耦合算法作为锻造机双缸液压同步控制算法,通过仿真,分别得到并对比了使用常规模糊PID控制算法与模糊-单神经元PID控制算法作用下的锻造机左右液压缸的位置跟踪误差、相对同步控制误差以及液压缸的速度和压力跟踪误差。结果表明,相比于常规模糊PID控制算法,模糊-单神经元PID控制算法下的系统能够更快速地收敛,说明模糊-单神经元PID控制算法使得锻造机双缸液压同步电液伺服控制系统具有更强的鲁棒性。实验结果与仿真结果的变化规律一致,两者之间的误差小于10%,验证了提出的锻造机双缸液压同步控制方法的可行性。     

基于AMESim的轮式装载机工作装置建模与仿真研究

通过对某款国产轮式装载机工作装置结构与作业过程的分析,利用仿真软件AMESim建立相应的机液耦合模型并进行动态仿真,得出装载机典型作业过程中系统压力、流量等参数的变化情况。在此基础上设计了新工作装置负载敏感液压系统,并对该负载敏感系统进行仿真研究。研究表明:与原系统相比,负载敏感系统能够更好地适应装载机复杂工况需求,具有良好的节能效果和操作特性。此外该研究方法对于类似机液耦合机构的设计、分析与优化具有一定的参考价值。     

基于AMESim的锻造操作机大车行走液压控制系统仿真研究

针对200 kN·m/500 kN·m锻造操作机大车行走电液比例控制系统的工作特性,利用Pro/E三维软件建立了操作机实体模型,得到较为精确的负载质量;利用AMESim仿真软件建立了大车行走液压控制系统的仿真模型,研究不同工况下操作机大车行走系统的动态特性;仿真结果为操作机大车行走液压控制系统的设计、调试提供参考.     

基于AMEsim的轮式装载机工作装置建模与仿真研究

通过对某款国产轮式装载机工作装置结构与作业过程的分析，利用仿真软件AMESim建立相应的机液耦合模型并进行动态仿真，得出装载机典型作业过程中系统压力、流量等参数的变化情况。在此基础上设计了新工作装置负载敏感液压系统，并对该负载敏感系统进行仿真研究。研究表明：与原系统相比，负载敏感系统能够更好地适应装载机复杂工况需求，具有良好的节能效果和操作特性。此外该研究方法对于类似机液耦合机构的设计、分析与优化具有一定的参考价值。     

基于Simulink的冲床液压系统建模与仿真

以某三腔复合缸冲床液压系统为研究对象,建立该液压系统的数学模型,采用MATLAB的Simulink模块进行系统建模,并在不同参数条件下对系统的动态特性进行仿真分析。结果表明:该液压系统能对负载作出快速响应,稳定性好,泵的排量、负载力、负载质量、油液弹性模量等参数对其动态性能有一定的影响。研究结论为冲床液压系统的参数优化提供了一定的理论依据。     

双缸电液提升系统的鲁棒输出反馈同步控制

为了提高双缸液压驱动提升系统实际运行中的鲁棒稳定性和动静态性能,提出一种基于降维观测器的鲁棒输出反馈同步控制方案。该控制器是针对液压缸速度不易测量和实际系统的完整非线性动态模型存在参数不确定性及外部干扰的情况而设计的,并且为了提高两缸的同步性,同步控制设计中引入两活塞位置同步误差的积分作为系统的附加状态。所设计的控制器理论上保证了无速度传感器的提升系统即使在非线性外界扰动和参数不确定的影响下,液压活塞的位置、速度误差和同步误差仍均能渐近收敛到零。仿真研究结果也验证了所提出的控制方法的有效性。     

混合负载敏感控制系统特性研究

负载敏感液压控制系统在多执行器复合工况下,液压泵容易出现流量饱和工况,使得系统的负载敏感特性较差。针对上述问题,设计一种混合型压力补偿液压控制系统,建立该系统的数学模型和AMESim仿真模型,进行理论和仿真分析。结果表明:混合型负载敏感压力补偿系统定差阀前置支路具有大流量优先特性,且液压泵出现流量饱和时,在满足流量优先的条件下,剩余流量能够按照比例进行分配,实现抗流量饱和。研究结果为负载敏感压力补偿系统的设计提供参考。