模糊自整定PID的液压马达驱动机床主轴速度控制研究

液压马达驱动机床主轴系统具有参数时变和高度非线性,传统PID控制器控制精度不高。针对液压马达驱动机床主轴系统速度控制问题,采用模糊自整定PID控制器实现液压马达驱动机床主轴系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造了液压马达驱动机床主轴系统模型简图,建立了液压马达驱动机床主轴系统数学模型。对传统PID控制器参数,用模糊控制器进行实时整定,开发了模糊自整定PID控制器。最后,采用MATLAB对液压马达驱动机床主轴系统进行仿真。同时,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：采用模糊自整定PID控制器的液压马达驱动机床主轴转速超调量小,具有更快的响应时间,跟踪精度高,同时系统能耗减少20%左右;即使受到较大随机干扰,模糊自整定PID控制器也能快速消除干扰,使机床主轴转速处于受控状态。采用模糊自整定PID控制器可以有效提高液压马达驱动机床主轴系统的动态稳定性以及抗干扰能力。     

基于模糊控制理论的PID控制器参数的确定方法

为了改善PID控制器参数设定的不确定性,提高PID控制器参数设置的快速性和准确性,提出一种基于模糊控制理论的PID控制器参数的确定方法。此方法采用齐格勒-尼克尔斯第一法确定PID控制器参数的初值,再通过对控制系统响应速度和精度的变化情况,运用模糊控制理论实现对PID控制器参数的修正,从而得到满足控制要求的PID控制器参数。仿真结果表明:该方法可以有效迅速地确定Kp、Ki、Kd三个参数,实现PID控制器参数的智能控制,验证了该控制方法的有效性和可靠性。     

基于功率谱估计的双液压马达同步系统实验研究

针对双液压马达同步驱动系统中由于两液压马达的制造误差、安装误差以及元件和密封圈磨损老化等因素引起的不同步问题,提出一种以功率谱估计为基础的同步控制器定量反馈设计方法。该方法首先对两马达工作范围内各工作点频率特性进行非参数辨识,形成定量反馈设计所需系统模板;然后再使用定量反馈设计单输入单输出方法和多输入多输出稳定性条件设计双液压马达同步控制器。同步实验结果表明用该方法设计出的控制器可以保证在整个工作范围内满足同步性能指标和鲁棒性要求。     

HMCVT段内无级跟踪调速控制研究

为了解决拖拉机在实际行驶过程中,由于马达转速的变化存在响应的滞后,造成各工况下拖拉机的车速并非最优值.设计了HMCVT泵控马达系统转速跟踪控制器,实现马达转速的实时跟踪.建立了HMCVT泵控马达系统的数学模型,采用模糊PID控制器对马达转速进行实时控制.提出了一种改进粒子群算法寻优的方法,对模糊PID控制器的参数进行寻优.根据寻优的最优系数,在MATLAB/Simulink中搭建HMCVT泵控马达系统的仿真模型并进行相关仿真.仿真结果表明:采用改进粒子群算法优化的模糊PID控制器能够很好地实现马达转速的跟踪控制,跟踪误差以及超调量很小,同时在系统受到外负载扰动时表现出良好的跟随特性.研究结果为制定拖拉机HMCVT的最佳燃油经济性和最佳动力性的段内控制策略提供了理论参考.     

用电磁阻尼器控制转子振动

本文介绍转子系统电磁阻尼器进行主动控制实验研究的基本原理、试验装置、阻尼器结构参数、控制器参数设置以及电流放大器的设计，最后给出实验和理论结果并进行分析。     

智能水下机器人BP神经网络S面控制

针对智能水下机器人传统S面控制器参数设置过程依赖经验且设置不当将严重影响运动控制效果的问题,设计了BP神经网络S面控制器,由神经网络正向传播输出S面控制器参数,并在反向传播中实现参数的在线整定。采用某微小型智能水下机器人模型仿真实验的结果表明,该控制器能够自主完成控制参数初始化与调整,具有收敛速度快、超调与稳态误差小、干扰条件下能够迅速恢复稳定等优点,可以为实际工程中运动控制器设计提供参考。     

基于脉宽调制方法的超声马达自适应模糊控制研究

本文主要研究自适应模糊控制在超声马达系统中的应用,阐述了自适应模糊控制理论和超声马达自适应模糊控制实现方法。文中应用脉宽调制方法设计了一种超声马达自调整比例因子模糊控制器,并在主模糊控制器中选取占空比系数作为输出量,马达速度误差与误差变化作为输入量;辅助模糊控制器中增加基于控制系统状态的比例因子调节系数,来实现模糊控制器的实时改进。文中对所设计的自适应模糊控制系统进行了仿真研究,同时实验测试了系统的闭环性能,结果显示,应用脉宽调制方法进行速度调节效果明显,线性较好;自调整比例因子模糊控制系统较好地改善了超声马达的速度平稳性。     

电液马达伺服系统积分鲁棒自适应高精度位置控制

电液马达伺服系统中存在各种类型的扰动,包括参数不确定性和不确定非线性,制约着其高精度位置控制。针对电液马达伺服系统高精度位置跟踪控制,考虑系统的黏性摩擦特性以及外干扰等建模不确定性,提出了一种基于鲁棒自适应的电液马达伺服系统高精度位置控制策略。所提出的全状态控制器通过自适应对模型不确定性进行估计及前馈补偿,提高了系统的低速伺服性能;通过自适应对未建模干扰等不确定性的上界进行估计并前馈补偿,提高了系统对外干扰的鲁棒性。所设计的闭环控制器还能保证系统获得渐近跟踪性能,对比仿真验证了其可行性。     

电液比例阀控液压马达系统的模糊PID恒速控制

针对电液比例阀控液压马达系统,分别采用常规PID控制策略和参数自整定的模糊PID控制策略来实现液压马达的恒速控制。通过分析阀控液压马达系统的工作原理和调速原理,设计出模糊PID控制器。运用Simulink仿真工具来建立阀控液压马达系统的仿真模型,并在外加负载转矩的作用下对该仿真模型进行仿真。仿真结束后对比常规PID控制策略和模糊PID控制策略下的仿真结果,得出在模糊PID控制策略下液压马达输出转速峰值时间、调整时间、超调量和在外界突加相同负载转矩下液压马达转速调整的时间都优于常规PID控制策略。     

基于电比例马达的旋挖钻机动力头多挡控制

根据旋挖钻机不同施工工况对扭矩的实际需求,建立了动力头马达扭矩、压力、排量和电流的关系,电比例马达的排量与输入电流呈线性关系,控制器实时接收马达的进油口压力信号,计算出马达所需扭矩对应的电磁阀的电流值,依据电流值的大小控制马达排量,进油口压力达到一个较稳定的值后,马达排量不再变化,控制器中预存有多个挡位下压力与电流的函数关系,实现了动力头的多挡位控制,可满足多种工况的需求,在提高施工效率的同时也达到了节能减排的目的．