基于模糊 PID 控制的微位移平台监控系统设计

针对微细电化学加工的加工状况,利用压电陶瓷作为微位移器件,将高性能嵌入式微处理器、大规模可编程逻辑器件以及模糊PID算法应用于微位移平台监控系统的开发,设计并实现了微细加工控制领域的模糊PID微位移平台监控系统。实验结果表明,微位移平台监控系统采用模糊PID控制算法,系统稳态误差明显减小。     

基于片上系统的工程机器人电液伺服阀控制器的设计

该文以复杂的工程机器人的电液伺服控制系统作为研究对象，以C8051F060片上系统为核心设计了电液伺服阀控制器，并就液压系统的响应特性以及位移信号故障、电源冲击、意外扰动等危及系统安全的情况进行研究。给出了实用的数字PID控制改进算法，实验结果表明，在该控制器作用下，数字PID控制改进算法提高了液压系统的响应特性，故障自诊断以及安全互锁等功能增强了工作可靠性，具有重要的现实意义。     

交流伺服直线位移平台高速定位控制

对直线位移平台的高速定位控制中,采用传统PID控制和低通滤波处理方法很难同时获得良好的指令跟踪特性和抗干扰生能.针对此不足,在建立了交流伺服电机控制模型的基础上,根据交流伺服硬件系统设计了三闭环PID控制结构.同时,为提高高速定位控制性能,设计出前馈控制和二自由度控制结构,并与传统PID控制进行了对比仿真,结果表明这种控制方法可以有效提高系统的指令跟踪特性和抗干扰性能.最后,设计了试验系统,对直线位移平台进行了高速定位控制试验,验证了此方法具有良好的控制性能.     

基于参数优化的连铸结晶器振动位移系统 复合控制研究

本文以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移控制系统为研究对象,针对系统工艺控制中要求伺服电机转速单方向、变 角速度转动,同时考虑系统控制器参数的选取大多依靠经验等问题,提出了一种基于前馈控制与参数优化的 PID 反馈控制相结 合的复合跟踪控制策略。 首先,根据伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统特性,建立了伺服电机输出转速与振动位移之间 的近似数学模型。 其次,针对伺服电机单方向转动工艺约束条件,确定结晶器振动位移系统以转速补偿作为前馈控制器,保证 系统控制器输出大于零. 再次,针对振动位移系统控制器参数大多依靠经验选取的问题,提出采用一种改进的飞蛾火焰优化算 法优化 PID 控制器参数的策略,以实现结晶器振动位移高精度跟踪控制。 最后,通过仿真与实验验证所提方法的有效性,实验 结果表明:优化后的振动位移调整时间缩短了 0. 3 s,振动位移跟踪相对误差减小了 1. 8% 。     

基于容积补偿的气体泄漏检测遗传PID控制研究

针对基于容积补偿的泄漏检测PID控制方法只适用于抽样检测或小批量检测而不适用于大批量产品检测的问题,在容积补偿泄漏检测平台上对PID控制方法进行了分析研究,在其基础上进行了改进,提出了一种新的控制方法改进的遗传PID控制容积补偿法。最后分别采用PID控制方法与改进的遗传PID控制方法作为容积补偿控制算法,设计了检测系统的控制软件,并进行了实验。研究结果表明,相对于PID控制方法,改进的遗传PID控制容积补偿法在保持其他性能指标的同时大大提高了系统检测效率。     

新型自动平衡头的控制算法研究

介绍了一种新型释放液体式平衡头的设计思想,克服了传统注入液体式平衡头调节能力易饱和的问题。在前人的研究基础上改进了基于PID的控制策略,在PID控制器的设计中引进了内模控制原理．改善了常规PID控制器对系统参数变化适应性差的缺点,并通过仿真对改进前、后的控制方法进行比较分析。实验表明,改进后的控制方法不仅能快速有效地减小系统不平衡量,还大大加强了系统的鲁棒性和抗干扰性。     

单神经元PID的波浪补偿系统自适应控制与仿真

针对一种新型主动式波浪补偿系统的机、电、液非线性控制问题,以经典PID为基础,提出了一种利用单神经元结构加以实现的智能PID控制算法。基于二次型性能指标,推导出单神经元输入权值参数自调整算法,并采用积分分离的方法对其进行了改进。将控制算法应用到波浪补偿系统的控制中,在Matlab环境下进行仿真,仿真结果验证控制器有效,单神经元PID控制克服了传统PID控制的不足,有效地改善了控制性能。     

泵控马达调速系统单神经元PID控制参数优化的改进算法

针对常规PID控制的不足以及泵控马达调速系统动态性能差的特点，提出了一种基于单神经元的自适应PID控制器．并结合误差二次型最优控制理论对单神经元的性能指标进行改进，推导出相应的单神经元输入权值调整算法。仿真结果表明，改进的单神经元自适应PID控制器具有更快的响应特性和良好的动态特性，其控制效果明显优于常规的PID控制器，将其应用于泵控马达调速系统是行之有效的。     

基于压电陶瓷驱动器的模糊PID控制设计

分析了常规PID控制的不足,阐述了模糊控制原理、模糊PID控制设计以及模糊PDI的建立,并通过常规PID控制下与模糊PID控制下的压电陶瓷驱动器的位移响应曲线实验对比,证明模糊PID控制的优点.     

电液伺服模糊PID位置控制系统设计及应用

针对电液伺服系统位置控制过程中的非线性、时变性等问题,设计了基于欧姆龙CP1H PLC的模糊PID位置控制系统。将电液伺服位置控制系统的液压缸目标位移180mm分为三段分别控制,进行了模糊PID位置控制试验,并与PID位置控制试验进行了对比。模糊PID位置控制系统约3.09s达到稳态位置179.98mm,稳态误差为(-0.02)mm;PID位置控制系统约3.47s达到稳态位置179.96mm,稳态误差为(-0.04)mm。试验结果表明:模糊PID有效地降低了系统稳态误差和缩短了系统响应时间,有效地提高了电液伺服系统位置控制性能。     

十字形试件双向拉深试验系统建立及加载精度分析

为了研究复杂加载路径下板料塑性变形行为 ,建立了十字形试件双向拉深试验硬件与软件系统 ,实现了同轴两夹头的位移同步控制 ,位移和载荷的比例加载与非比例加载控制 ,以及根据载荷变化判断加载停止的控制等关键技术。试验验证表明 ,所建系统具有较好的准确性和可靠性 ,为进一步研究提供了试验基础。     

数控蒙皮拉伸成形试验机控制系统开发

为研究蒙皮零件在拉伸成形过程中的变形行为,自行研制开发了1MN数控蒙皮拉伸成形试验机系统。采用数字PID控制算法,实现了加载伺服油缸的速度控制以及对称拉伸油缸和工作台上顶油缸的位移同步控制,建立了数控蒙皮拉伸成形试验机控制系统。试验结果表明,系统具有较高的精度,符合大多数蒙皮零件的拉伸成形试验要求,为开展蒙皮拉伸成形过程控制和试验研究提供了试验保障。     

数控机床进给系统刚度分析及前馈补偿控制研究

根据滚珠丝杠一端止推和两端止推两种方式,基于弹性力学原理建立了进给系统的轴向刚度模型和扭转刚度模型。分析了刚度对进给系统死区误差的影响,在对轴向变形引起的位移偏差和扭转变形引起的角位移偏差分析计算的基础上,给出了刚度引起的死区误差计算方法。建立了包含刚度环节的进给系统模型,通过仿真对系统动、静态性能和稳态误差进行了分析。为减小刚度因素对系统性能的影响,提出前馈控制方法进行刚度补偿,仿真结果表明该方法提高了系统的动、静态性能,使系统稳态误差减少了58%以上。     

高速透平机械轴位移故障自愈调控系统研究

在机器故障停机前能做些什么?机器故障可否在运行中自行消除?本文对轴位移故障自愈调控系统做了研究。这套系统是通过调整平衡盘两侧的压力差来调整高速透平机械转子的残余轴向力。首先总结了轴位移故障的特征和导致故障的直接原因,将它们和可倾瓦止推轴承的性能相结合,组成一故障诊断专家系统。接着,通过在线实时检测机器的轴位移、轴向力以及轴承温度,由专家系统决定是否需要故障自愈调控系统。最后介绍了关于该自愈调控系统的试验设备。     

型材2D张臂式拉弯机构运动仿真及夹钳轨迹自动生成

针对法国ACB公司的型材2D张臂式拉弯设备,基于MATLAB开发了型材拉弯机构运动仿真系统。该系统能够按照控制型材变形量的模式生成夹钳的空间位置轨迹并对机构的运动进行动画仿真,同时可以输出动力显式有限元模拟软件所需的夹钳位移(或速度)边界条件,解决了位移控制模式下型材拉弯有限元模拟时夹钳轨迹难以设计的问题。根据有限元模拟计算的结果可以对夹钳的运动轨迹进行不断调整,直到获得满意的结果,从而实现夹钳轨迹的优化。     

基于 Android 与 PLC 的采血管贴标系统的研制

为降低护士在血样采集时出错的概率,同时提高采血效率,研制了一种采血管贴标系统.通过以太网读取病人信息,通过机械手抓取采血管,利用不干胶热敏打印设备打印标签,配以相应夹爪进行贴标.控制系统采用安卓工控机连接扫码枪、医院信息系统、PLC 和打印机,作为控制系统的联网设备和信息中枢;采用 PLC 作为控制核心,依据工控机信息控制机械手、电磁铁夹爪和电动夹爪等部件协调动作.经测试,该系统各部件动作协调,整体稳定可靠.     

变转速变排量双控轴向柱塞泵脉动特性及噪声研究

基于对斜盘式轴向柱塞泵的理论分析,利用AMESim软件建立变排量柱塞泵模型。在同负载条件下,通过变转速和变排量调节对泵的压力脉动特性进行仿真测试及试验验证,得到仿真和试验曲线基本吻合,验证模型的准确性。并在此基础上根据试验及仿真数据,在相同负载和不同负载下,对采用转速、排量调节相组合情况下泵的压力脉动特性进行比较分析,结果表明随泵转速或排量变大,泵的压力脉动幅值均增大,在独立控制、同流量输出情况下,排量调节比转速调节脉动幅值大;在双控方式下,采用高转速、低排量方式压力脉动幅值最小,功率最大。进一步地,从噪声角度对泵特性进行分析,结果表明在转速、排量独立调节情况下,系统噪声的变化趋势与压力脉动一致;在同负载同流量、变转速和变排量相组合的液压系统中,系统噪声变化与压力脉动变化趋势恰好相反。在同负载同流量下对试验和仿真数据进行对比分析,仿真模型中高转速与低排量组合的压力脉动小,试验曲线中低转速与大排量组合电动机输入功率小,系统噪声低。通过以上分析研究,为变转速和变排量双控理论研究和工程应用提供了技术支撑。     

Dynamic Stiffness nalysis and Experimental Verific tion of Axial Magnetic Bearing Based on Air Gap Flux Variation in Magnetically Suspended Molecular Pump

Current and displacement sti ness are important parameters of axial magnetic bearing(AMB) and are usually con-sidered as constants for the control system. However, in actual dynamic work situations, time-varying force leads to time-varying currents and air gap with a specific frequency, which makes the sti ness of appear decrease and even worsens control performance for the whole system. In this paper, an AMB dynamic sti ness model considering the flux variation across the air gap due to frequency is established to obtain the accurate dynamic sti ness. The dynamic sti ness characteristics are analyzed by means of the dynamic equivalent magnetic circuit method. The analytical results show that the amplitude of current and displacement sti ness decreases with frequency increasing. Moreover, compared with the sti ness model without considering the variation of flux density across the air gap, the improved dynamic sti ness results are closer to the actual results. Through the dynamic sti ness measurement method of AMB, experiments of AMB in magnetically suspended molecular pump(MSMP) are carried out and the experimental results are consistent with theoretical analysis results. This paper proposes the dynamic sti ness model of axial magnetic bearing considering the variation of flux density across the air gap, which improves the accuracy of the AMB sti ness analysis.     

基于ADAMS和MATLAB的双回路PID控制倒立摆联合仿真

倒立摆系统是典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统,是检验各种控制理论的理想模型。研究了倒立摆系统的构成并建立了数学模型,针对摆杆角度和小车位移两个输出量采用双回路PID控制并设计了PID控制器,在ADAMS软件中建立了倒立摆系统的机械模型,在MATLAB软件中建立了控制模型,通过接口实现了双回路PID控制倒立摆的联合仿真。文中方法直接从ADAMS中产生机械系统仿真模型,避免了推导、列写较复杂的方程描述机械系统,大大简化了建模过程,而且能够更直观地观察仿真结果。     

扫描隧道显微镜扫描器的迟滞非线性控制

压电驱动器被广泛应用于扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称STM)的扫描器,但压电材料本身的迟滞非线性特性影响了STM的扫描精度。为了补偿由于迟滞非线性带来的扫描器控制误差,提高STM的扫描精度,基于迟滞非线性模型,设计了前馈控制器,并与PID反馈控制相结合。利用所设计的控制器进行了扫描实验,并与位移反馈控制扫描进行对比。实验结果表明,采用位移反馈控制时光栅周期相对测量误差和光栅线宽相对测量误差分别为4.41%和2.65%,采用迟滞逆模型与PID反馈的复合控制后,光栅周期相对测量误差和光栅线宽相对测量误差分别减小到1.26%和0.27%,迟滞引起的非线性误差得到了补偿,减小了扫描器控制误差,提高了扫描精度。