伺服阀非线性特性建模的电液振动台动态特性

伺服阀作为液压伺服系统的核心,其非线性特性直接影响着系统的动态性能.通过对伺服阀非线性特性的分析,利用MATLAB的SIMULINK工具箱建立了相应的仿真模型,并结合工程实践需要,建立了基于伺服阀非线性特性的电液振动台动态分析模型,实现了系统的动态仿真,获得了与实验结果相当吻合的仿真结果.     

螺旋内窥镜机器人非线性仿真分析模型研究

实验研究狗小肠肠道壁的生物力学特性、肠液及人体胃液流变特性，建立了内窥镜机器人运行环境非线性数学模型，并将其耦合到螺旋内窥镜机器人运动模型中，得到机器人非线性仿真分析模型。理论及实验比较研究了不同转速下机器人轴向驱动力的变化，结果表明，利用该非线性仿真分析模型获得的理论分析结果与实验结果吻合很好。     

高速直线运动系统非线性摩擦力建模研究

在分析摩擦力非线性特性的基础上，针对高速直线运动系统建立了一种简单有效的空间摩擦力模型，引入附加摩擦力的概念描述了工作状态下扰动因素引起的摩擦力。分析并仿真了工作负载、移动单元质心偏移和运动耦合等扰动因素对摩擦力的影响，仿真与实验结果基本一致。提出的摩擦力模型更接近实际，拓宽了模型的应用范围，有望在高速直线运动系统轨迹跟踪控制中取得更好的效果。     

非线性振动系统非共振振动自同步特性

从理论计算、数值仿真和实验验证三个方面研究一类平面单质体非线性振动系统在非共振工作时的振动同步特性。首先,以反向回转双电机驱动的振动系统为研究对象,考虑其弹性元件的非线性因素,采用拉格朗日法建立其动力学模型;其次,基于Hamilton原理求出系统实现自同步的条件,利用一次近似判别法求出系统稳定同步运行的条件;然后,基于Matlab/Simulink软件,采用4阶龙格库塔法进行数值仿真,对理论推导的自同步条件及稳定性条件进行计算;最后,对一单质体振动样机进行实验测试。仿真结果表明,该非线性振动系统可以实现稳定的0相位自同步运动。通过理论计算结果、仿真结果以及实验结果的相互对比,验证该非线性振动系统同步特性理论的准确性。     

气动位置伺服系统的建模与仿真

本文针对气动位置伺服系统的一些关键技术进行了研究,建立了系统数学模型,包括比例阀非线性特性的描述、非线性摩擦力的表示、以及执行元件在端位的机械限位动态过程的描述等,并采用Matlab/Simulink模块建立了系统仿真模型,以摆动气缸位置伺服系统为例,进行了仿真和实验数据对比。结果表明该数学模型较为精确,基于该数学模型的Simulink仿真模型较好的反映了气动位置伺服系统的特性,证明所建模型的合理性。     

基于T-S模糊模型的辨识与控制

针对一类非线性系统,采用模糊辫识的方法建立系统的T-S模型,结合广义预测控制对模糊预测控制进行研究.应用模糊聚类和递推最小二乘法辫识T-S模糊模型的前提结构和结论参数.对于非线性系统来讲,T-5模糊模型有良好的描述特性,并结合广义预测控制的滚动优化,实现对非线性系统的有效控制.仿真结果说明了该算法的有效性.     

基于最小二乘支持向量机的压电作动器迟滞非线性建模及参数辨识

为了辨识压电作动器应用中迟滞非线性特性,采用Preisach模型与最小二乘支持向量机（LS-SVM）的混合建模法构建压电作动器模型以表征其迟滞非线性。在Preisach模型基础上采用一阶回转曲线法求得α-β平面内的迟滞单元加权系数,以迟滞单元形心和加权系数作为训练模型的输入输出,利用遗传算法对模型参数进行了辨识。数值仿真验证了建立的模型能精确描述压电作动器迟滞非线性特性,仿真结果与实验结果的相对误差在0.12%~2.01%之间,证实了模型的有效性。     

直驱式单出杆对称液压促动器电液伺服系统研究

设计一种新型液压促动器,采用直驱式容积控制技术与单出杆对称液压缸相结合,具有控制灵活、出力大、无溢流节流损失、发热量低、效率高、正反向运动特性相同等优点。对系统中各元件进行深入剖析,建立系统非线性模型,进行AMESim/Simulink联合仿真,并与传统的线性传递函数模型仿真结果进行对比分析,探究系统死区非线性的成因,同时搭建实验平台进行研究,验证了仿真结果的正确性。     

基于NLPQL 方法的液压冲击器性能参数优化

该文对液压冲击器工作原理进行了分析,建立了描述其动态特性的非线性数学模型。在AMESim仿真环境下建立了液压冲击器的仿真模型,运用NLPQL算法对冲击器系统模型进行了参数优化,优化后系统性能明显提高。     

物流系统加工单元运动仿真的设计与实现

参照国内外的物流系统,独立进行了物流系统的加工单元运动仿真设计与实现.设计中应用功能强大的UG软件建立蜗轮蜗杆的参数化模型,并对系统进行运动仿真,采用运动函数驱动,以动画表现系统的整个运动过程,仿真动画来描述系统的工作原理,为优化设计提供参考.     

焦化鼓风机系统智能控制策略研究及应用

针对焦化鼓风机系统具有非线性时变、多变量、强耦合及存在随机干扰的特点,通过采用基于最近邻聚类方法的RBF神经网络快速学习算法,实时在线辨识,建立被控对象的精确逆模型并用于控制,实现了将具有强耦合特性的多输入多输出(MIMO)系统解耦成单个独立的伪线性对象,并提出一种基于RBF神经网络逆控制与非线性比例积分微分(PID)控制相结合的智能控制策略,保证了系统稳定的同时改善了控制系统性能.仿真和应用结果证实了该控制策略具有快速适应对象和过程变化的能力及较强的鲁棒性.     

电液伺服系统非线性建模和SSA控制研究

以钢管生产过程中的扩轧管电液伺服系统为背景,分析了非对称比例(伺服)阀及其阀控制缸机构的非线性特性,建立了系统非线性数学模型以更加细致地描绘实际系统,并提出了基于一种子集稳定控制方法(SSA)的非线性控制策略.仿真控制和实际系统运行结果表明,该控制策略与常规PID控制相比,具有更好的系统响应性能,为解决工程实际问题提供了一种有用的工具.     

基于内模电流控制的交流感应电机矢量控制系统

从同步速d—q坐标系下异步感应电机动态模型和异步电机矢量解耦控制的基本原理出发，引入了内模控制方法，设计了基于转子磁链定向和内模控制的定子电流调节器。考虑到实际系统中异步感应电机磁场会随着电机负载（转矩）变化而呈不同程度的饱和而导致电机参数的非线性，分析了电流内模控制器对这种非线性参数的鲁棒性。在此基础上建立了整个异步感应电机矢量控制仿真系统，并分别对忽略磁路饱和和考虑磁路饱和两种情况下的系统进行了仿真和分析。仿真和分析结果表明，电流内模控制调节器在模型匹配和失配下均能提供良好的转矩动、静态解耦效果。     

半主动空气悬架的非线性特性及控制算法研究

在分析空气弹簧刚度特性的基础上,建立了阻尼可调半主动空气悬架1/4车模型。针对系统的非线性特性强的特点,同时兼顾平顺性和操纵稳定性,选取理想的混合天地棚控制器作为参考跟踪模型,设计滑模变结构控制器,以弥补传统控制理论处理非线性问题时的不足。运用广义误差方程控制滑动模态,确定切换面参数,选择趋近律削减抖振现象并推导出实时等效控制力有效跟踪混合天地棚参考模型。最后通过仿真验证滑模控制算法,并与传统的Fuzzy-PID算法和混合天地棚算法进行对比分析。结果表明,该控制器能有效跟踪参考模型,同时改善悬架的操纵稳定性和舒适性,并表现出良好的鲁棒性。     

基于逆系统的非线性自适应逆控制

针对非线性系统自适应逆控制的不完善,本文引入逆系统方法将非线性系统转化为伪线性系统,然后使用最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立了逆系统模型,最后利用成熟的线性系统自适应逆控制理论实现非线性系统的自适应逆控制。引入逆系统方法后实现了两大功能:其一,消除了非线性系统的干扰,而且不需要设计逆对象模型:其二,实现了多变量(n维变量)之间的解耦,而且节省了3n(n-1)个线性滤波器的设计。本文针对一个典型多变量二阶系统实现了非线性系统的自适应逆控制,仿真试验表明该方法不但能够很好地消除非线性系统的干扰,而且还实现多变量的解耦控制。     

参数摄动对四足机器人液压驱动单元位置控制特性影响

高性能四足仿生机器人的设计要求驱动其关节运动的液压驱动单元具有良好的动态特性,但由于液压驱动单元工作参数摄动和其固有的复杂非线性,使得多数情况下液压驱动单元的控制性能受到制约.采用机理建模方法,针对四足机器人采用的一种对称阀控制对称缸的液压驱动单元结构,综合考虑控制器饱和特性、伺服阀压力-流量非线性、伺服缸活塞初始位置变化、库伦摩擦非线性等因素的影响,建立了液压驱动单元非线性数学模型,给出了其液压固有频率和阻尼比表达式;运用Matlab/Simulink软件系统搭建了其非线性仿真模型,在相同工况下,分析了不同控制器比例增益的液压驱动单元位移阶跃响应的仿真及试验结果,以验证仿真模型;并搭建了液压驱动单元性能测试试验台,通过仿真与试验分析,进一步研究了控制器比例增益、系统供油压力、液压驱动单元初始位移、负载力、负载质量、负载刚度对液压驱动单元动态特性的作用机理和影响规律.研究结果表明,建立的非线性数学模型准确、实用,且以上参数的改变均会对液压驱动单元位置控制特性产生不同程度的影响,其影响规律可为四足仿生机器人液压驱动单元控制器参数的在线优化奠定基础.     

超磁致伸缩泵悬臂梁阀流固耦合特性分析

提出了一种采用悬臂梁式吸排油阀的超磁致伸缩液压泵结构,针对泵用悬臂梁阀工作时的流固耦合特性,基于单自由度振动理论与流固耦合作用下阀片振动参数等效计算原则,对超磁致伸缩泵悬臂梁被动阀进行了线性化数学建模,并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真研究。为研究其非线性特性,基于流固耦合力学原理,建立了超磁致伸缩泵悬臂梁被动阀流固耦合数值模型,并利用Comsol-CFD对其工作特性进行了数值求解。然后依据求解结果进行了深入分析,得到了阀片主要参数对泵性能的影响规律,为超磁致伸缩泵悬臂梁被动阀的主要结构参数的设计与优化提供相关依据。最后,通过不同厚度悬臂梁阀片在流固耦合作用下开启位移的线性理论结果与非线性数值结果的对比完成了模型验证,实验测试了超磁致伸缩泵的流量特性与阻断压力特性,得到了该泵峰值驱动频率为300Hz左右。     

飞机舵面液压助力器及舵面系统建模与性能仿真

以某型飞机飞行操纵系统典型液压助力器为研究对象,建立了液压助力器及舵面系统仿真分析模型。综合考虑油液刚度、结构刚度、摩擦、泄漏等非线性因素对系统的影响,推导出包含负载、活塞、缸体和阀芯动态的系统模型。针对助力器及舵面系统稳定性和静动态特性展开分析研究,阐述了关键参数对系统性能和稳定性的影响。仿真结果表明,该系统稳定性良好,响应迅速,具有良好的静动态性能。     

基于参考模型的珩磨机往复位置自适应控制

通过简要介绍珩磨加工的基础上,建立其往复运动数学模型及其参考模型系统,然后利用MATLAB工具对控制系统进行仿真分析.结果表明采用参考模型自适应控制方法能够使珩磨头往复换向位置与参考模型一致,同时超调量也有所减小,能够很好地满足控制系统的性能指标,并具有一定的抗干扰能力.     

基于Smith预估补偿的连铸结晶器液位控制策略

连铸结晶器液位控制系统具有非线性、强耦合和纯滞后等特点,且扰动因素较多,因而传统控制方案难以获得满意的效果。通过研究基于Smith预估补偿的非线性PID控制策略,在对连铸结晶器液位控制系统的辨识模型进行MATLAB仿真分析的基础上,将该控制策略应用于生产实践。结果表明:该控制策略能够明显地改善控制系统的动态品质和抗干扰性能,取得了较好的应用效果。