电液伺服系统位置和力模糊切换控制方法

由于电液伺服系统位置控制和力控制在控制方法和控制参数上都有所不同,在进行力控制和位置控制切换时将产生跳变。为了解决这一问题,提出了基于修正因子的模糊切换控制方法。对电液伺服力—位置综合系统进行了理论分析,分别建立了位置控制系统和力控制系统的数学模型。在液压缸接触到受力物体时采用模糊控制方法进行力控制,在脱离受力物体时则采用PID进行位置控制以保持液压缸位置不变。采用基于修正因子的模糊切换控制方法来削弱切换时产生的跳变。最后在电液伺服系统综合实验台上进行实验。实验结果表明所提出的模糊切换控制方法有效地削弱了切换时产生的抖动和跳变,保证了两种目标控制之间的平滑过渡。     

基于改进LuGre摩擦模型的阀控缸系统非线性控制策略研究

针对具有高度非线性的电液伺服系统控制问题,提出了一种适用于伺服系统的摩擦模型,利用遗传算法对所建立的摩擦模型进行参数辨识,获得了精确的摩擦力矩数学模型,并将其作为前馈补偿加入非线性控制中,以减小摩擦非线性对电液伺服系统的影响。为解决伺服系统换向过程中易出现的抖振现象,设计了一种基于摩擦模型前馈补偿的模糊变系数自抗扰控制器。基于类双曲正弦函数设计了状态误差反馈控制部分,平滑切换点处的输出抖动,在此基础上结合模糊自适应控制方法,通过误差和误差微分对非线性状态反馈系数进行调节。研究表明,上述控制策略能够有效提高系统响应速度、收敛速度、稳定性和鲁棒性,降低了对摩擦的过补偿、欠补偿的影响,对伺服系统换向和速度零点处的抖振具有较好的抑制作用。     

重型龙门镗铣床横梁有限元分析与结构优化

利用有限元软件ANSYS对重型龙门镗铣床横梁部件进行有限元建模及静特性分析,并根据分析结果对横梁进行结构优化设计.通过ANSYS有限元分析软件对横梁结构分析,明确了这类部件在受到部件重力载荷和切削力作用下的结构位移.通过对横梁自身刚度和横梁变形折算至刀尖位移的分析,为横梁结构的设计提供了科学计算的依据.并根据横梁结构要求达到的精确度指标为设计思想,对重型龙门镗铣床的横梁结构提出了优化方案,其结果可以为结构的进一步改进提供重要依据.     

液压四足机器人单腿竖直跳跃步态规划

针对机器人跳跃运动落地时冲击力大的问题,面向竖直跳跃运动,以液压四足机器人单腿为研究对象,建立液压驱动四足机器人单腿运动学模型,并分别对机器人单腿处于起跳相、落地相和腾空相时进行轨迹规划;根据关节参数,通过运动学逆解求得驱动函数,利用仿真软件ADAMS进行竖直跳跃步态仿真;搭建单腿实验平台,进行实验验证,依据得到的动态特性,分析步态规划的准确性及合理性,为后续液压四足机器人动步态的研究提供设计和控制依据。     

液压四足机器人驱动器CAN总线通信

为满足液压四足机器人液压系统对控制的灵活性、数据通信的实时性和抗干扰能力的要求,提出一种基于CAN总线的局域控制网络系统.该系统利用DSP28335内部的两个ECAN模块,分别负责数据的接收和反馈,克服了单独CAN网络半双工通讯的缺点,利用ECAN中断机制配合软件编程实现数据的分类和数据的实时反馈,为机器人控制提供支持,最后通过实验验证了通信的可靠性.     

基于最小控制综合算法的液压机器人作动器控制

针对液压四足机器人在运行过程中作动器伺服精度差的问题,推导电液伺服作动器等效模型,分析作动器负载特点,提出流量补偿器最小控制综合复合控制策略,给出复合控制策略的工作原理,分别采用流量补偿器和比例位置内环抑制外干扰力和惯性负载变化对系统性能影响,应用最小控制综合控制器对偏差进一步修正,进而实现系统的高精度位置控制。通过MATLAB & AMESim联合仿真与半物理实验台对比实验说明仿真模型的正确性,在联合仿真环境下进行电液伺服作动器的变惯性负载和随机干扰力的仿真实验,仿真及实验结果表明：所提控制策略可使系统幅值超调小于10%,相位滞后小于10°,验证了此方法的有效性。     

基于改进萤火虫算法的摩擦模型参数辨识及补偿

针对影响电液伺服系统跟踪性能的非线性摩擦干扰问题，提出了一种改进的萤火虫算法对摩擦模型的参数进行辨识，通过将自适应步长和惯性因子相结合，对丧失移动能力的萤火虫进行随机优化处理，并引入全局并行搜索能力，提高了萤火虫算法的寻优能力。通过函数寻优和参数辨识测试，结果表明改进的萤火虫算法具有更好的寻优性能。最后基于辨识模型搭建摩擦状态观测器，对于仿真中速度零点的抖振现象，引入SIGMOID函数修正摩擦观测器，实验结果表明，经修正的前馈模糊控制器可以有效地抑制摩擦对伺服系统的不利影响，进一步提高伺服系统的跟踪性能。