液压伺服系统的非线性优化设计

本文分析了传统的液压伺服系统线性优化设计理论所存在的问题，在此基础上基于非线性系统的几何理论和 ＩＴＡＥ最优设计准则提出了液压伺服系统的非线性优化设计方法。     

油气悬架非线性阻尼模型的统计线性化分析

车辆油气悬架具有刚度非线性、阻尼非线性和摩擦非线性等特性。本文利用随机振动理论对油气悬架的非线性阻尼模型进行了统计线性分析，得到了统计意义下的油气悬架的阻尼线性化模型。     

激电效应的非线性扩散方程及其形式解

矿物的激发极化效应， 总是与发生在矿物／ 溶液界面上的各种电极过程紧密相关的。从岩矿石激电效应的电化学机理出发， 通过研究矿物／ 溶液界面离子的运动规律， 写出了描述离子浓度的暂态变化和空间变化的有关偏微分方程。根据界面双电层结构理论以及对方程组稳态解的分析， 导出了描述激电效应的非线性扩散方程。由于方程的非线性及复杂的边界条件， 作者采用了本征表象中的扰动展开方法，近似处理了该数学问题， 得到了方程的形式解， 并提出了将电化学理论与非线性理论相结合的一种新的激电理论。     

液压伺服系统的非线性控制

本文分析了影响液压伺服系统性能的非线性因素和用线性系统理论控制液压伺服系统所存在的问题，提出了液压伺服系统的非线性控制方法。     

非线性滞弹性内耗的实验和理论研究

本文评述了非线性滞弹性内耗研究的新近发展，非线性滞弹性内耗与线性滞弹性内耗的主要区别是它不但呈现频率内耗峰和温度内耗峰，还在出现温度内耗峰的温度范围内出现振幅内耗峰。自１９５０年首次发现非线性滞弹性内耗现象以来，截至目前，已经发现了两种呈现非线性滞弹性内耗的体系：（１）点缺陷（空位与溶质原子）与位错的交互作用，在这方面已有了丰富的实验结果，提出了有关的物理模型，也进行了一些理论研究工作，（２）位错     

电液伺服非线性系统模型跟随自适应控制

借助微分几何理论，本文将模型跟随自适应控制方法直接推广到具有仿射非线性系统特点的电液伺服非线性系统，并证明了系统的模型可跟随条件也能自动满足，与对象和模型参数无关。     

液压缸运行动态特性的关联维数分析

液压缸运行过程是典型的非线性动态过程。本文用研究非线性动力学系统有效方法之一的混沌理论的相空间重构和关联维数的理论与方法，对液压缸运行的混沌动态时间序列信号进行分析，结果表明：关联维数的大小可以反映液压缸运行过程中不同区段的稳定程度；关联维数的全程变化趋势可以反映液压缸运行过程中非线性弹簧的变化特征；关联维数的最大差值与平均值之比值可以用来判断液压缸是否存在爬行现象。     

磁浮轴承气隙中磁场强度静动特性测试

金属软磁材料在交变电流作用下被磁化，具有磁滞及磁饱和特性。本文分析了金属软磁材料的非线性磁化特性的滞后及磁滞损耗；偏置磁场对系统刚度的影响。提出了磁浮轴承气隙中磁场强度静、动特性的实验测试方法，为磁浮轴承系统设计及非线性控制的研究提供了理论基础。     

板料冲压成形CAD数字化分析基本理论

板料成形过程是涉及几何非线性、材料非线性和边界条件非线性等的多重非线性问题。介绍了板料冲压成形CAD数字化分析所涉及到的基本理论——非线性弹塑性材料的本构关系、板壳成形单元模型、接触问题、有限元方程及求解。     

基于演化算法的复杂机械广义优化设计实现策略研究

针对复杂机械广义优化设计过程中优化模型不易获得这一难题，利用人工神经网络的高度非线性是非线性映射能力，将优化建模转换为求取设计变量到设计方案的映射关系，构建了复杂机械广义优化柔性建模方法；引入模糊评价理论，设计了基于演化计算的优化方法，给出了优化流程图。该策略特别适用于复杂机械概念设计阶段的方案优化。     

基于李雅普诺夫理论的电液伺服系统非线性位置控制研究

电液伺服系统存在高度非线性及参数时变等问题,同时由于其多学科性质导致精确模型的建立比较困难。针对电液伺服系统非线性位置控制问题,采用基于非线性系统的李雅普诺夫理论的控制器实现电液伺服系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造了伺服阀以及液压执行器的动力学方程,建立电液伺服系统简化数学模型。基于非线性系统的李雅普诺夫理论,利用积分反演法设计了电液伺服系统控制器。采用MATLAB软件对电液伺服系统进行仿真,并与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示:采用所设计的控制器,电液伺服系统对阶跃和正弦信号的跟踪性能较优,所需控制电压减少50%左右,跟踪误差也大大减少。     

气液联控伺服系统的滑模位置控制研究

提出了基于PWM控制气液联控位置系统的建模方法,应用非线性平均方法建立了PWM气压伺服系统的数学模型,不仅解决了开关的不连续性问题,还把原来不连续的非仿射输入形式变成一个等效具有可控规范型的非线性仿射输入形式。然后运用滑动模态变结构理论中的经典非线性设计方法,设计了三阶滑模面变结构控制器。对固定阻尼式气液联控系统进行了位置控制仿真实验。实验结果表明,滑模变结构控制使得系统快速性能比较好。     

基于精确线性化的液压伺服系统滑模控制

本文基于非线性系统的微分几何理论和滑模控制方法提出了液压伺服系统的精确线性化滑模控制律,仿真表明该方法有较好的控制特性。     

基于自抗扰控制的直驱电液伺服系统仿真研究

针对直驱式电液伺服系统中存在的非线性特性和外部扰动导致系统流量供给不平衡问题,基于自抗扰控制理论,提出一种基于三阶线性自抗扰控制的液压缸位置控制方法,实现直驱式电液伺服系统电机转速与液压缸位置的闭环控制。同时针对传统系统建模不精确导致控制效果差的问题,在理论分析的基础上,结合电液伺服系统的性能和实际工况,基于AMESim建立直驱式伺服液压系统仿真模型。通过建立AMESim和Simulink的联合仿真模型,验证控制器的有效性。结果表明：该控制策略可以有效消除由于流量供给不平衡导致的液压缸在换向运动时出现位移波动,液压缸位移的平均绝对百分比误差为4.4%,较好地实现位置跟踪。在外负载扰动的情况下,系统具有较强的抗干扰能力,从而保证系统的稳定性。     

基于优化非线性控制的液压制动系统压力跟踪仿真研究

为提高车辆制动过程中控制系统的响应速度,设计车辆液压制动非线性PID控制优化系统,并对制动压力跟踪效果进行仿真。给出车辆液压制动系统平面图,分析车辆行驶和制动过程中液压系统的工作原理。采用数学模型对车辆液压制动系统进行简化,针对输入的不确定性设计了非线性PID控制系统。采用遗传算法对非线性PID控制系统进行优化,给出了液压制动非线性PID控制系统的优化流程。在不同初始状态和不同压力信号条件下,采用MATLAB软件对制动压力跟踪误差进行仿真,并与优化前的仿真结果进行对比和分析。结果表明:在非线性PID控制系统中,液压制动压力跟踪误差较大,控制参数调整速度较慢;在遗传算法优化后的非线性PID控制系统中,液压制动压力跟踪误差较小,控制参数调整速度较快。采用遗传算法优化非线性PID控制系统,可以提高整个系统的反应速度,获得良好的制动效果。     

非线性模型在液压伺服系统典型故障诊断中的应用

根据故障诊断系统的特点,采用非线性理论对液压伺服系统进行了故障诊断研究.建立了液压伺服系统的非线性数学模型,仿真计算了液压缸连杆速度曲线、压力曲线和阀芯位移曲线,并成功诊断了液压伺服系统的失压故障和混入气、水后所产生的故障.     

一种用于电液防抱死制动系统的显式非线性模型预测控制器设计

为实现对车辆制动过程进行快速且稳定的控制,设计一种用于电液防抱死制动系统的显式非线性模型预测控制器。通过对电液防抱死制动系统进行分析,明确电液防抱死制动系统的工作过程。在考虑系统参数的基础上,设计显式非线性模型预测控制器。将显式非线性模型预测控制器融入到电液防抱死制动控制系统中,以计算调节扭矩。同时利用状态预测器和缓冲器补偿电液防抱死制动系统的死区时间,从而提高制动过程的效率及稳定性,解决电液防抱死制动系统的非线性最优控制问题。实验结果表明:与逻辑门限控制方法相比,该显式非线性模型预测控制器对车辆进行制动控制时,具有更好的实时性和稳定性。     

基于Hammerstein模型的液压挖掘机非线性预测控制模型

液压挖掘机系统模型结构复杂,计算繁琐且分析耗时,无法满足高效操作的需求。对此,针对挖掘机模型跟踪性能较差的问题,采用Hammerstein模型,实现液压挖掘机的预测控制。通过液压挖掘机系统结构的理论推导,对复杂的液压挖掘机模型进行简化,建立具有Hammerstein结构的液压挖掘机非线性模型。结合序列二次规划算法对该非线性模型进行求解,实现对液压挖掘机非线性模型的预测控制。在MATLAB/Simulink环境下对回转装置、动臂、斗杆和铲斗的控制进行仿真和分析。结果表明：回转装置、动臂、斗杆和铲斗实际位置与预期位置存在较小偏差,且先导压力没有出现过于频繁的冲击,气缸压力波动幅度较小。该液压挖掘机非线性预测控制模型有良好的跟踪性能和较高的控制稳定性。