矫直机恒压力控制系统

提出了一种恒压力控制系统,此控制器在指定位置将位置控制切换为压力控制,同时利用压力前馈补偿实现矫直机的恒压力控制。针对电液压力控制系统具有一定的非线性、时变性和扰动力的影响,采用扰动力前馈补偿自抗扰控制策略,来减小内外扰动对矫直力的影响,提高矫直力的控制精度,实现恒压力矫直。通过Matlab软件和实验室全液压矫直机进行仿真以及实验验证,结果证明:矫直机恒压力控制器,抑制了内外扰动对压下系统系统的影响,实现了恒矫直力控制,提高系统稳定性以及系统的自我保护。     

基于变频调速的全液压矫直机双独立闭环研究

为了实现全液压矫直机的多参数调节与控制,提高液压系统的工作效率和控制精度,提出了一种基于变频调速的独立位置闭环和压力闭环的控制方法。用变频电机取代普通三相异步电动机驱动定量泵实现对液压系统流量的在线实时无级改变,用比例溢流阀取代电磁溢流阀实现全液压矫直机的恒压力控制,同时也可以根据不同的板厚实现在线压力的无级改变,用内置磁致伸缩位移传感器来实时反馈液压缸活塞杆的位移实现对液压缸位置的精确控制。建立了全液压矫直机位置闭环和压力闭环双环独立控制模型,并在AMESim软件中通过仿真证明了该控制方法的正确性,最后在现场十一辊全液压矫直机上验证了该控制方法的可行性和实用性。     

直流电机无抖动滑模位置控制

针对直流电机伺服系统中普遍存在的参数不确定性以及不确定性非线性等各种扰动,提出了一种基于扰动补偿的无抖动终端滑模位置控制策略,实现了直流电机伺服系统的高精度位置跟踪控制。系统模型考虑了非线性摩擦特性以及外干扰等建模不确定性。所提出的全状态控制器对连续非线性摩擦进行了前馈补偿,进一步改善了系统的低速伺服性能;通过扩张状态观测器对未建模干扰等不确定性进行估计并前馈补偿,提高了系统对外干扰的鲁棒性。同时,所设计的控制器还能保证系统状态在有限时间内趋于平衡状态,提高了系统的快速跟踪性能。最终,通过对比的仿真结果对其进一步工程应用具有实际指导意义。     

矫直机电液位置、压力复合控制系统的研究

针对目前钢厂对中厚板产品的板型和平直度的特殊要求,结合电液位置控制系统和电液力控制系统的优点,提出了基于指令压力值,将位置控制切换为压力控制的复合控制策略来实现矫直钢板的目的。通过求解出非对称阀控制非对称液压缸的系统传递函数,用Matlab/Simulink软件仿真分析并联、串联两种复合控制系统。通过仿真可以发现,所提出的复合控制策略比单纯位置或压力控制响应快、超调量小;串联复合控制比并联复合控制不仅具有上升时间短、响应速度快的优点,而且能够实现由位置控制向压力控制平滑切换和无超调等优点。研究结果表明,电液位置、压力串联复合控制是未来矫直机液压压下系统的发展方向。     

30 MN液压矫直机电液比例位置控制系统仿真研究

30 MN自动矫直机是目前国内矫直力最大的全自动液压压力矫直机.以比例方向阀和二通插装阀为主要元件,设计了矫直机的主回路液压系统,推导出比例位置控制系统的数学模型,运用MATLAB及其工具箱绘制系统时域和频域各曲线图并进行PID校正,改善系统特性.对校正后系统的负载干扰进行了误差分析,分析结果满足矫直要求,验证了设计方案的可行性,为进一步调试和运行提供理论指导.     

基于前馈跟踪补偿的电液复合控制方法研究

为了对金属锻压成形设备中应用广泛的电液位置、压力复合控制过程进行优化,以阀控对顶加载液压缸系统为研究对象,详细分析了电液伺服复合控制系统的工作原理,分别建立了位置控制系统和压力控制系统的数学模型,利用开闭环PID型迭代学习算法不断修正控制输入,并采用一种信号前馈跟踪补偿的控制方法设计了位置-压力复合控制器。仿真结果表明:该方法的运用能有效消除复合控制过程中的冲击电压,实现了执行元件在位置闭环控制与压力闭环控制之间快速、平稳切换,有助于提高主机的控制性能和产品质量。     

伺服压力机位置/压力自动补偿精确运动控制研究

为了满足机械伺服压力机压力精确控制的需求,设计了一种位置/压力自动补偿精确控制的运动控制系统。首先,分析了发那科控制系统位置/压力控制原理;然后,在压力机上设计位置/压力自动补偿运动控制系统,系统通过回归校正算法提高了应变压力传感器的反馈精度,结合发那科伺服电机与控制器实现位置模式和压力模式的平稳切换;最终,实现伺服压力机位置和压力的精确自适应控制。对伺服压力机不同压力负载控制情况下压力反馈曲线和压力与位置的响应特性曲线进行分析,结果表明,本控制系统满足伺服压力机位置与压力控制的精度和稳定性的要求。     

交流永磁同步系统的自抗扰控制研究

为了提高控制系统的鲁棒性,给出了交流永磁电机的速度环自抗扰控制方案.该控制方案不需要精确电机参数就可以实现扰动补偿,控制器的设计也不需要建立电机和负载的精确数学模型.自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统的内外扰动,据此将电机等效为由一个非线性系统构成的串联对象,设计出一阶自抗扰控制器实现对电机的转速控制.实验结果表明,自抗扰控制器对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性,控制系统具有优良的动态性能.     

基于Tabu参数辨识的直线电机推力波动复合抑制方法

为抑制周期性扰动与不确定性因素所引起的推力波动对直线电机跟踪精度的影响,提出一种定位力前馈补偿与扰动观测相结合的复合抑制方法。首先分析定位力的周期特性并建立数学模型。利用禁忌搜索算法(Tabu)辨识模型中的参数,并构建前馈控制器。同时设计扰动观测器(DOB)补偿其他非周期扰动。由实验结果可以看出,不同速度下系统的稳态跟踪误差明显降低,表明复合控制有效地抑制了推力波动,提高了伺服精度。     

电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制研究

传统PID方法在实现电液伺服造波机位置跟踪控制时,存在精度低、适应性差等不足,无法满足造波机系统的设计需求。为改善系统控制性能,提出电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制方法。首先建立造波机电液伺服系统的数学模型,并推导位置伺服控制系统中各环节的传递函数,然后设计了模糊自适应PID前馈补偿控制器,并运用MATLAB/Simulink实现了控制系统的设计和仿真。在造波机不同工况下,对比传统PID控制、模糊自适应PID控制和模糊自适应PID前馈补偿控制3种控制策略的仿真结果。结果表明：所提出的模糊自适应PID前馈控制方法能有效提高造波机电液伺服系统的动态性能和位置控制精度,并具有较强的自适应能力。     

大型轴类锻件矫直机液压系统的设计与分析

重型机械中的轴类零件在高温锻造后需要进行矫直处理,以满足实际使用要求。综合现有的机械矫直和检测方法,设计大型轴类零件矫直设备的主机和液压控制系统。介绍矫直设备的结构及工作原理、矫直机的数控系统和控制方案;提出矫直、检测、清理氧化层的液压控制方案,并且对检测系统的稳定性进行理论分析和AMESim仿真,最后分析了矫直机的伺服系统,它提高了矫直机的精度。该矫直机设计有氧化皮清理机构,提高了矫直和检测的精度,减小了误差,检测矫直处于同一工位并形成反馈系统,提高了生产效率,为大型轴类零件的矫直提供了一种实用高效的新方法。     

基于扰动观测器的PMSM系统自适应反步滑模控制

针对负载转矩波动和系统参数变化的永磁同步电机(PMSM)系统的控制问题,提出了一种带有非线性扰动观测器的自适应反步滑模位置跟踪控制方法。首先,设计了自适应反步滑模控制器,以确保电机位置快速收敛到期望值,并设计了自适应收敛增益,以减小电机位置响应下的大的过冲;其次,设计非线性扰动观测器估计未知扰动,并为自适应反步滑模控制提供前馈补偿,以提高系统的鲁棒性,并减少稳态位置误差。仿真结果表明,该方法可以有效减少过冲,很好地实现了PMSM系统的快速位置跟踪控制,具有良好的抗扰动性能。     

过程控制系统的前馈反馈复合控制器设计

随着对过程控制系统性能要求的不断提高,传统反馈控制策略难以适应不同工况下被控对象动态特性的改变。提出了前馈-反馈复合控制策略,研究了前馈控制器在物理上不可实现情况下的设计方法,给出了具体操作步骤。在过程控制系统中应用的仿真结果表明:前馈-反馈复合控制能够将可测扰动在影响系统输出前得以补偿;系统的动态性能和稳定性能均优于传统反馈控制。解决了扰动通道时滞小于主控通道时,前馈控制器在物理上不可实现的技术难题,对过程控制系统有一定理论意义和工程参考价值。     

矫直机二级控制系统的研究

针对某矫直机没有二级控制系统,矫直机辊缝控制通过操作工在操作台人工输入,不同操作工对同一块钢板会输入不同的辊缝,矫直效果因操作工不同而不同,因此提出了加入矫直机二级控制系统的方法。该二级系统控制主要包含平台软件和应用程序部分,控制灵活、可靠性高、结构合理、连接方便。加入矫直机二级系统后,在矫直机允许范围内一次矫直合格率达到95%,具有广泛的推广应用价值。     

压电驱动的快刀伺服器的迟滞逆模型辨析与自抗扰复合逆控制

为了提高具有表面微结构零件的超精密加工中快刀伺服器的轨迹预测和跟踪精度与抗干扰性,设计一种新型复合控制:在前馈控制器中用Preisach逆模型补偿系统中压电陶瓷驱动器引起的非线性特性;针对前馈控制器未能补偿的非建模扰动、模型参数的不确定性以及其他外界未知扰动,设计了自抗扰控制作反馈控制器。推导了Preisach逆模型;用RBF神经网络实现了Preisach逆模型对压电陶瓷驱动器的线性化补偿;通过对快刀伺服器的建模分析,得到惯性环节和二阶振荡环节串联的等效模型,设计三阶四维扩张状态观测器,可对未知扰动的观测结果作出实时估计和补偿。根据快刀伺服器和超精密车削的特点,取消跟踪微分器,增加速度输入和加速度输入,设计了改进的自抗扰控制器。上述两种控制器组合成复合控制器。实验表明,该复合控制方法可以提高预测和跟踪精度与抗干扰性。     

全液压矫直机电液伺服协同控制研究

以中厚板全液压矫直机为控制对象,重点研究了4个AGC液压缸在不同工况下的协同作业性能。建立了液压滚切剪电液伺服系统的数学模型;针对全液压矫直机四回路电液伺服协同控制系统的非线性、时变、易受负载扰动等特点,选择模糊神经网络控制算法,提出了基于模糊神经网络控制器与偏差耦合控制结构相结合的四回路电液伺服协同控制方案,完成了4个AGC控制回路之间的存在系统耦合误差动态补偿;现场实验表明,该控制算法稳定性能高,收敛速度快;使用该方案之后,控制系统具有很好的协同控制精度,能够较好地实现全液压矫直机4个AGC液压缸协同跟踪控制。     

一种大型龙门自走式压力矫直机

介绍了一种大型龙门自走式压力矫直机的结构、主要参数和特点。该套压力矫直机采用龙门自走式,同时配置了在线直线度快速检测系统,简化了上下料系统,实现了超长料快速检测自动矫直,使得压力矫直机成为在线设备,为钢厂在超大型锻材矫直机快速在线矫直设备选型方面提供参考。     

基于观测器的压边装置自适应滑模同步控制

为了提高并联旋压机压边装置在外部扰动未知条件下的位置控制性能及抗干扰能力,提出了一种基于扰动观测器的自适应滑模同步控制方法。首先,针对电液比例位置控制系统存在未知扰动及部分参数无法预知的问题,设计了一种非线性扰动观测器,用以对扰动和未知参数进行估计和补偿。在此基础上设计了一种基于交叉耦合策略的滑模同步控制器,用以降低单液压缸位置误差及双液压缸同步误差,保证系统鲁棒性。此外,引入了一种滑模自适应趋近律,用以缩短滑模趋近时间,降低系统抖振。最后利用Lyapunov函数证明了控制系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的控制器能够实现精确的同步位置控制,在持续扰动作用下仍然具有良好的性能。     

辊式矫直机液压缸主从同步控制压下精度研究

针对辊式矫直机4个液压缸同步压下驱动的情况,在传统闭环同步控制的基础上提出了一主三从的液压缸主从同步控制方案,并阐述了其基本原理。然后利用MATLAB/Simulink软件对辊式矫直机采用一主三从的主从同步控制进行了仿真模拟,模拟结果为液压缸位移波动平均值为0.189 mm,波动最大值为0.273 mm,而矫直压力波动平均值为0.6 MPa,波动最大值为0.68 MPa。最后依托济钢11辊辊式矫直机对闭环同步控制和主从同步控制进行了实验对比研究,通过对矫直辊缝值和矫直力大小的数据进行分析,可知相较于传统的闭环同步控制,选用主从同步控制能取得更好的位置精度和矫直压力控制。     

基于前馈和滑模复合结构的飞行器电动舵机控制

针对飞行器电动舵机伺服系统的控制问题,提出了一种能够有效抑制传动机构非线性摩擦的控制方法,该方法由前馈补偿器、基于LQR的PID反馈控制器以及滑模控制器构成。前馈控制能够提高系统响应的快速性,PID反馈控制提高系统的抗干扰能力,针对非线性摩擦设计的滑模控制律,用来削弱非线性摩擦对舵机伺服的影响。在分析电动舵机伺服系统构成的基础上,给出了非线性摩擦的Stribeck模型;建立了系统数学模型,在此基础上分析得出前馈补偿器的结构和参数;引入参考给定量,建立基于误差的状态控制方程,设计了基于LQR的PID控制器以及抑制非线性摩擦扰动的滑模控制律。分别对含有滑模控制器和不含滑模控制器的控制方法进行了仿真实验,实验结果表明:含有滑模控制器的控制方法能够有效抑制非线性摩擦引起的速度抖动问题以及位置"平顶"现象。