电液位置伺服系统模型辨识与非线性控制

针对电液伺服系统非线性、参数时变的特点,为提高系统的性能,首先介绍了电液位置伺服控制系统的组成与工作原理,讨论了系统的非线性数学模型,利用实时工作间(RTW)的半实物仿真环境和MATLAB系统辨识工具箱,对电液位置伺服系统进行了系统模型辨识及验证。在此基础上,以辨识得到的模型为控制对象提出了一种Bang-Bang与模糊PID非线性控制方案,与传统PID以及模糊PID控制方法进行了仿真比较。结果表明,采用Bang-Bang与模糊PID复合控制,在系统参数变化、外界扰动的影响下,系统的快速性提高,稳态误差得到消除,具有较好的动态鲁棒性能。     

基于扰动观测器的直线电机速度系统预测函数控制

针对直线电机伺服系统存在非线性、不确定性和各种扰动等特性,提出了一种基于扰动观测器和预测函数控制的复合控制方法。首先建立直线电机伺服系统的数学模型;然后设计扰动观测器对参数变化和外部干扰进行补偿,将干扰估计值反馈给预测函数控制器,建立带有干扰信息的预测模型,从而优化控制方法,提高伺服系统的控制效果。仿真结果表明,采用该复合控制方法设计的扰动观测器和预测函数控制器能够有效抑制扰动,满足系统对快速性和稳态精度的要求,系统具有较强的鲁棒性和抗干扰性,能够实现伺服系统的有效控制。     

电液比例伺服系统模糊PID复合控制应用研究

针对电液比例伺服系统变流量死区和变流量增益等非线性因素，对PID控制和模糊控制的控制效果进行了研究，通过设定合理的控制误差阈值实现PID控制和模糊控制的切换，提出了模糊PID复合控制。采用实验方法比较了PID控制、模糊控制和模糊PID复合控制下电液比例伺服系统空载和带载的控制效果，实验结果表明模糊PID复合控制充分发挥了PID控制和模糊控制的优越性能，既有较快的响应速度,又有较高的控制精度。     

基于LabVIEW的滑模变结构控制实验研究

针对电液伺服系统的控制特点和性能要求,将滑模变结构控制方法应用到电液伺服系统中。以某材料试验机为研究对象,借助LabVIEW软件设计了一种滑模变结构控制器,并进行了大量的实验研究。实验结果表明,滑模变结构控制器能够使电液伺服系统具有良好的动态性能和较强的鲁棒性。同时实验研究了滑模变结构控制器的参数变化对动态性能的影响,为工程应用奠定了基础。     

基于CMAC和PID复合控制的气动位置伺服系统研究

该文以气动机械手为例对气动位置伺服系统进行了分析。首先建立了气动位置伺服系的数学模型,分析了系统的特性,然后介绍了CMAC与PID复合控制策略的原理及其特点。对采用该控制策略的系统进行了仿真研究。通过与只采用PID控制的气动位置伺服系统的性能对比得知,基于CMAC和PID复合控制的气动位置伺服系统有更高的精确性。     

交流电机位置伺服系统的扰动补偿控制

针对交流电机伺服系统在未知负载条件下进行准确位置控制的需求,提出了一种参数化复合控制方案。该方案建立在交流电机磁场定向矢量控制构架的基础上,以转矩电流作为控制信号(电流内环的给定值),以电机转角位置信号作为可量测的系统输出量,设计了基于极点配置的状态反馈与扰动前馈补偿组成的参数化控制律,并利用一个降阶线性扩展状态观测器对电机转速(未量测)和未知负载扰动加以估计。该控制律通过TMS320F28335DSP编程,在一台永磁同步电机伺服系统上进行了实验测试,实验结果验证了伺服系统能在未知负载情况下对各目标位置进行平稳且准确地跟踪。研究结果表明,这种基于扩展状态观测器的复合控制方案可以有效地实现交流伺服系统的高性能位置调节,且对负载幅值和模型参数差异具有较好的鲁棒性。     

基于神经网络PID的冗余伺服系统自适应控制

建立冗余直接驱动式电液伺服系统的数学模型。针对电液伺服系统时变、强非线性的特点以及冗余伺服系统在余度降级过程中的故障瞬态现象和余度降级后的性能降级现象,考虑传统PID控制器自适应能力不强、鲁棒性差等缺陷,提出神经网络自适应控制方案。根据冗余电液伺服系统的特点和目前神经网络控制的发展水平,采用基于径向基函数神经网络的智能PID控制器实现冗余伺服系统的自适应控制。研究结果表明：该控制器能够根据控制指令、被控对象结构参数等因素的变化实时调整控制器参数,和传统PID控制器相比具有控制精度高、鲁棒性强的特点,可以有效地克服冗余伺服系统余度切换时的故障瞬态现象和余度降级后的性能降低现象。     

交流伺服系统中PID参数模糊自整定控制器

为了改善以交流永磁同步电机为控制对象的伺服系统性能,在PID控制规律和模糊控制算法研究的基础上,提出了一种PID参数模糊自整定控制器。利用模糊推理方法建立了模糊控制规则,对交流伺服电机控制中的PID参数实现了自整定,并在Matlab中进行了仿真。仿真结果表明,该控制器改善了常规PID控制器的性能,使伺服系统具有良好的动、静态性能。     

气动伺服加载系统的非线性复合控制

气动伺服系统以其具有可压缩性、易实现高速等特点而适用于一种瞬时展开机构的伺服加载测试需求。通过分析气动伺服系统中存在的强非线性及动态不确定性,提出非线性复合控制策略。针对不同的特征,设计不同的控制方法。通过反馈线性化进行变化,将输出控制量分成两个部分-线性部分和非线性部分,采用极点配置原理进行线性控制分量的设计,确保系统的稳定性,借助Maltab LMI工具箱求解线性矩阵不等式;针对系统存在动态不确定性时缺乏鲁棒性,采用Lyapunov再设计方法进行非线性控制分量的设计,确保系统的鲁棒性,采用ITAE优化算法进行求解,确保系统的跟踪精度及快速性。通过理论分析,数字仿真及试验对比验证相结合的方法,展开气动力矩伺服加载控制研究,所设计复合控制方法有效改善了非线性和动态不确定性对系统性能产生的不良影响,提高了系统的动态性能和控制品质。     

双闭环进给伺服系统动态性能研究

以自行研制的微铣削数控机床的双闭环进给伺服系统为对象,对其动态性能进行了研究,采用PID及前馈复合控制方式对角位移伺服环及线位移伺服环进行了调整,有效地提高了系统动态响应性能.     

基于CMAC与PID复合控制算法的液压缸装配专用设备电液伺服系统的研究

构建了液压缸装配专用设备电液伺服系统的数学模型,提出基于CMAC与PID复合控制算法的控制策略,克服传统PID控制存在的参数很难自整定、系统超调量过大、动态响应速度过慢等问题。仿真分析表明,采用CMAC与PID复合控制算法具有很好的控制效果,可以提高系统的动态特性,减小系统的超调量,增强系统的稳定性。     

疲劳试验机电液伺服系统的滑模鲁棒控制的实验研究

本文以结构疲劳试验机电液位置伺服系统为被控对象,研制了当系统参数变化时,如何设计一种鲁棒控制器来保证系统的稳定性和良好的跟踪性能,基于变结构控制的基本理论,提出了一种滑模控制器设计方法,并通过实验证明了该方法的有效性。     

疲劳试验机电液伺服系统滑模鲁棒控制的实验研究

本文以结构疲劳试验机电液位置伺服系统为被控对象,研究了当系统参数变化时,如何设计一种鲁棒 控制器来保证系统的稳定性和良好的跟踪性能,基于变结构控制的基本理论,提出了一种滑模控制器设计方法,并 通过实验证明了该方法的有效性。     

直驱式电液伺服系统速度与位置复合控制系统仿真

为减小直驱式电液伺服系统运行过程中的液压冲击,提高系统运行的平稳性和位置精度,采用速度前馈和位置反馈的复合控制策略。该文介绍了直驱式电液伺服系统的组成,复合控制的原理;导出包含负载信息的速度前馈量计算模型;设计速度与位置信号发生器,实现速度前馈控制与位置反馈控制的无扰切换;搭建系统Simulink与AMESim联合仿真模型。仿真结果表明,在不同期望速度、不同的负载下,系统可以很好的跟踪速度和位置给定信号,具有良好的控制性能。     

交流位置伺服系统自适应模糊PID控制器设计

为实现机电伺服系统的高精度位置跟踪控制,针对实际系统运行过程中所存在的转动惯量和负载力矩变化大等各种不确定因素,提出了一种基于滑模面的自适应模糊PID策略。利用梯度下降法实时修正PID控制器的参数,使用模糊逻辑系统逼近系统中不确定量,以使控制器能根据伺服系统运行过程中的负载特性实时调整速度给定值,从而减小系统参数变化和外部干扰对伺服系统性能的影响,最后通过Lyapunov方法推导出了模糊补偿器中不确定参数的自适应律。仿真结果表明：该控制策略与传统PID控制相比具有系统跟踪误差小,响应速度快,跟踪性能好的优点,对参数摄动及外界负载扰动具有较强的鲁棒性。     

伺服系统调节器参数优化设计的一种直接方法

本文结合高精度齿轮测量仪电控系统设计,针对测量过程对主轴拖动系统提出的要求,提出了伺服系统调节器参数优化设计的一种直接方法。对于两级计算机控制系统,借助于文中所设计的级间通讯接口可离线(或在线)直接对伺服系统进行调节器参数的优化设计,从而可在控制对象模型未知的情况下使控制系统具有某种最优的性能。     

电液力伺服系统自适应抗扰控制研究

考虑到电液伺服系统中存有各种非线性因素、不确定干扰以及参数时变,为了提高干扰下电液力伺服系统的控制精度,以电液伺服振动实验台作为控制对象,构建其非线性模型,同时使用参数自适应率对不定参数进行补偿,并在反演控制器中引入滑模控制以降低系统的干扰敏感性,利用Lyapunov理论保证闭环系统的全局稳定。对设计的控制器进行实验,模拟在有未知外部位置干扰下的力控制,提升系统的稳定性。实验结果证明,此控制方法能够有效地提升电液力伺服系统的抗干扰跟踪性能。     

基于CMAC和ILC的液压运动平台控制研究

针对液压六自由度运动平台伺服系统强非线性和重复运动特点,在传统的CMAC神经网络与PID并行控制基础上,结合CMAC神经网络和ILC的优点,将CMAC和ILC与PID控制相结合,构建一种复合控制器。实际应用表明,该复合控制方法有较高的控制精度、优良的鲁棒性,对液压六自由度平台性能的改善提供了一条新的控制途径。     

伺服转台智能PID复合控制算法研究

伺服转台大多采用间接驱动方式,以减速机作为传动装置,针对该系统具有间隙、摩擦等非线性特征,以位置环作为研究对象,引入复合控制的思想,提出了一种智能PID控制算法,可根据误差大小和运动趋势来改变P、I、D三个参数值,从而有效的对转台伺服系统的转轴进行实时控制。实验结果表明该算法响应速度快,跟踪性能好,抗外界干扰能力强,可较好地提高控制精度。     

ICSO-FUZZY-PID技术在精密跟踪雷达中的应用

雷达伺服系统是雷达的重要组成部分,传统PID控制方法难以满足现代雷达对伺服控制系统更高精度、更高稳定性等的需求。文中针对雷达伺服系统的位置环,提出了一种改进鸡群优化算法（Improved Chicken Swarm Optimization,ICSO）与模糊PID控制相结合的复合控制策略（ICSO-FUZZY-PID）。利用Matlab/Simulink的辅助设计和强大仿真功能,对比了雷达伺服系统分别在传统PID控制和ICSO-FUZZY-PID控制下的运行状况。仿真结果表明,应用ICSO-FUZZY-PID控制的雷达伺服系统响应速度更快,控制精度更高,自适应能力更强,具有较好的动静态特性。