模糊PID技术在高速液压伺服控制器中的应用研究

针对电液伺服阀的非线性特点,介绍了一种采用模糊PID技术的高性能液压控制器的设计方法。采用高性能的TMS320LF2407DSP芯片作为主处理单元,软件采用了自适应模糊PID控制。通过建立的液压系统数学模型,利用Matalb仿真工具对模糊PID和数字增量式PID在高速液压系统中进行了仿真,结果说明:模糊PID控制器能够满足系统高速度和高精度的要求。     

基于改进前馈补偿模糊PID的随动特性分析

提出一种滑行灯随动转向系统,针对其控制过程不连续,存在非线性、时滞性和其它不确定因素,在建立起灯具转角模型与合并负载后的直流伺服电机模型的基础上,采用模糊PID控制技术,针对其论域固定、瞬态响应不稳定的缺点提出了一种基于计算速度误差的摩擦模型前馈补偿算法.通过MATLB/Simulink仿真,比较了常规PID控制、模糊...     

缝合摩擦焊实验装置的电控系统设计

本文针对缝合摩擦焊的实验装置进行了电控系统的设计。本控制系统采用PLC为主控制器,通过控制液压伺服阀和伺服电机来进行运动的控制。伺服电机和液压伺服阀分别控制主轴的轴向进给和高速旋转运动。本文在完成以PLC为控制核心的控制系统基础上,分析计算,对PLC、液压泵、液压伺服阀、伺服电机等进行了选型。     

重载操作机夹钳角位移控制策略研究

针对双液压马达驱动夹钳机构旋转时,存在的夹钳角位移控制精度不高和双液压马达偏载问题,提出了一种“模糊+负载均衡”的控制策略.首先结合双阀控液压马达模型,建立了夹钳旋转系统模型;其次,由于液压系统的强非线性和通道的不一致性,设计了PID类型的模糊控制器和带PID控制的负载均衡控制器,并进行了控制器参数优化设计.仿真和实验结果表明了采用PID类型的模糊控制能够满足夹钳角位移精度要求,和采用负载均衡控制策略能够极大的抑制马达“偏载”现象.因此提出的控制策略是有效的,有助于提高锻件的锻造质量和操作机的性能.     

下肢外骨骼液压控制系统仿真与性能试验

研究下肢外骨骼携行助力系统控制问题,利用液压阀控制机理,建立了液压位置控制回路,用PID与超前校正网络相结合的方法进行频域设计,通过对液压控制系统性能试验,对不同负载和不同油源压力以及不同运动模式下液压缸流量和压力进行仿真。仿真结果表明,组合控制方法能够对人正常行走时,膝关节角位移可满足人机协调运动要求。试验结果表明,下肢外骨骼携行助力系统采用阀控液压控制能够满足负载30kg低速平地行走、上下楼梯等动作要求。     

模糊PID的超前支护装备支撑力自动控制系统

针对综掘巷道在开采过程中对临时支护设备支撑力控制系统的性能要求,采用了理论分析与实验研究相结合及对比研究的方法,分析了超前支护装备支撑力自动控制的原理,构造了由电液伺服阀和液压缸组成的控制对象的数学模型;设计了支撑力自动控制的模糊PID控制器,进行了仿真对比研究,证明了模糊PID控制要优于常规PID控制;在超前支护装备模拟实验平台上进行了实验研究。结果表明本文基于模糊PID支撑力自动控制系统能够对超前支护装备的支撑力进行很好地控制,具有较好的响应特性和稳定性。     

液粘性软启动在节能液压泵站上的应用

由于节能液压泵站的节能效率不高,抗干扰能力差,借助于液粘性软启动的特点,分析液压泵的系统构成,设计PID控制器,加入液粘性软启动装置,利用其在线自整定的功能,对新的控制系统进行建模仿真分析.仿真曲线表明:液粘性软启动装置使系统更快地达到稳定性,并且模糊PID比常规PID软起动控制效果更好,稳定性比较好,取得的控制效果较为理想.     

液压支架顶梁位姿调控仿真分析

针对液压支架稳态支护对液压支架控制器自适应控制快速性和强抗干扰能力要求,以ZY10800/28/63支顶掩护式液压支架为研究对象,建立了液压支架运动学模型和阀控液压缸液压系统传递函数,设计了一种包含速度补偿的RBF神经网络控制器,基于该控制器提出了一种液压支架顶梁位姿调控系统,通过控制立柱和平衡千斤顶长度,保证支护状态下液压支架顶梁高度和姿态角稳定。在Matlab/Simulink中建立了液压支架顶梁位姿调控系统仿真模型并进行实验,结果表明:RBF神经网络控制器对阶跃信号的响应时间短,未出现超调现象;在施加顶梁冲击力情况下,RBF神经网络控制器较PID控制器和滑模控制器具有更快的响应速度、更小的超调量和更强的抗干扰能力,能维持支架顶梁位姿处于目标位置,具有良好的稳定性。     

基于模糊自适应PID的无轴传动控制系统研究

研究模糊自适应PID控制算法对无轴传动控制系统的影响,并对控制电机转速同步精度应用不同PID算法进行比较。采用主从电机同步控制策略,并利用Matlab开发了完整的以永磁伺服电机为执行机构的仿真系统。调节控制环参数,得出控制系统的仿真曲线。通过对仿真曲线的分析,比较传统PID和模糊自适应PID算法对转速同步精度的影响,最后指出模糊自适应PID控制算法的控制效果及优越性。     

轮胎耐久试验机阀控液压伺服系统的研究

本研究以模糊模式控制器设计理论整合常规控制技术应用在阀控液压伺服系统中。控制器设计结合模糊模式控制、液压伺服技术、PLC控制技术,以减少模糊规则库的数目,达到输出力精确控制之目的。实验结果显示,本研究成功地解决了常规控制技术不能很好加以控制的力控制问题,比传统阀控液压缸系统具有更佳的力控制响应、稳定性能。     

基于模糊PID控制的变排量液压马达系统仿真

与定排量液压马达系统相比较,变排量液压马达系统可降低流量消耗、提高总体效率、减小设备尺寸,且具有响应速度快等优点,能满足大功率和大惯量负载使用需求。针对液压伺服系统的非线性和负载参数的时变性等特点,对变排量液压马达控系统制策略进行了研究,通过对其进行AMESim建模仿真,分析了其速度控制和运动位置控制方法。由于常规PID控制器的控制参数在系统动态响应中是固定不变的,液压系统在工作过程中受到负载扰动而使得输出速度波动较大,从而造成不平稳性。故采用模糊自整定PID控制方法,在线实时调整PID控制参数,运用AMESim和Matlab/Simulink软件对该伺服系统进行联合建模仿真。仿真结果表明,与常规PID控制相比较,模糊PID控制在响应速度和平稳性等方面具有显著优势。     

Application of self-tuning fuzzy PID controller for a SRM direct drive volume control hydraulic press

A new kind of volume control servo hydraulic press driven directly by Switched Reluctance Motor (SRM) is presented in this paper. In considering the saturation and dead zone nonlinearity as well as the time-variability and the time lag existed in SRM direct drive volume control system, a fuzzy PID control method is introduced to improve the overall performance of the electro-hydraulic position servo system. The relationships between the PID parameters and the response characteristics of electro-hydraulic position servo system are investigated. The fuzzy inference rules which enable adaptive adjustment of PID parameters are established based on the error and change in error. The simulations and experiments of step response and cosine tracking are carried out on the SRM direct drive hydraulic press. The results indicate that the fuzzy self-tuning PID method has great ability of restraining external disturbance, and it can effectively raise the position tracking ability of the volume control electro-hydraulic servo system.     

变论域自适应模糊PID控制系统仿真与应用

由于电液伺服系统具有非线性、时滞性等问题,自适应模糊PID控制方式仍难以精确控制马达转速,故设计了变论域自适应模糊PID控制算法。通过设计合适的伸缩因子,将变论域与自适应模糊PID控制相结合,该算法可以精确控制电磁比例阀的流量进而控制马达的转速。将PID控制、模糊控制、自适应模糊PID控制和变论域自适应模糊PID控制算法进行Matlab仿真,结果表明：变论域自适应模糊PID控制具有响应快、无超调、稳态误差基本为零的特点。通过可编程控制器实现了模糊PID控制与变论域自适应模糊PID控制算法在电液伺服系统中的应用,实验数据表明,变论域自适应模糊PID控制更加精确,符合工业控制要求。     

基于模糊理论的液压马达伺服系统设计和实现

模糊控制技术和阀控液压马达位置伺服系统相结合,对提高机床工作台移动位置精确度有重要的意义,能够容易实现加工零件要求的尺寸公差。介绍了传统阀控液压马达伺服系统的实现方案,针对它建立了系统的数学模型。并分析工作台移动位置与阀控流量的规律,提出了一种基于专家经验的模糊控制方案,结合系统的数学模型进行Matlab／Simulink仿真。     

Model predictive control of servo motor driven constant pump hydraulic system in injection molding process based on neurodynamic optimization简

In view of the high energy consumption and low response speed of the traditional hydraulic system for an injection molding machine, a servo motor driven constant pump hydraulic system is designed for a precision injection molding process, which uses a servo motor, a constant pump, and a pressure sensor, instead of a common motor, a constant pump, a pressure pro-portion valve, and a flow proportion valve. A model predictive control strategy based on neurodynamic optimization is proposed to control this new hydraulic system in the injection molding process. Simulation results showed that this control method has good control precision and quick response.     

三螺杆泵寿命试验台测控系统设计

为了测试结构参数和使用参数对三螺杆泵性能和使用寿命的影响,设计研发了全自动化寿命测试试验台。通过分析三螺杆泵常见故障,选定输出流量和泵内压力作为寿命评价指标,制定模拟工况下的多因素试验方案和寿命试验流程,确定本测试系统实现功能。本系统基于PLC控制器,采用伺服电机驱动可实现螺杆泵转速的精确调节,设置电磁阀来调节系统油压,运用外部加热器控制油温,应用iFix组态软件实现测试系统参数设置及流量传感器和压力传感器数据的实时显示及数据的存储。本试验台测控系统实现了在模拟工况下三螺杆泵性能及寿命的测试,性能稳定,测试数据精确,为三螺杆泵故障分析和寿命试验研究提供了软硬件支撑。     

基于PLC的PID控制系统

以数控系统的伺服电机控制为例,使用ARM微处理器芯片设计与实现软PLC,在此PLC的基础上,结合模糊控制理论和PID控制算法,通过MATLAB仿真完成参数整定,设计了以个基于模糊PID算法的电机控制系统.该系统不仅应用于数控系统,也可用于其它行业的电机控制.     

机载液压舵机伺服系统优化控制研究与仿真

研究机载液压舵机伺服系统液位精确控制问题。飞行器在空中起降高度发生大幅变化时导致气压不稳,液压受到气压不稳的影响发生不规律性和非线性波动。传统液压舵机伺服控制方法中,以PID算法为基础,控制参数灵活,不能很好地处理液压异常变化带来的液位零漂、滞后造成的影响,造成液位控制精度不高的问题。为此提出了参数动态调整的机载液压舵机伺服系统液位优化控制算法,通过建立参数动态模型,运用动态模型使得液压参数可以根据实际情况变化,保证了干扰条件下的控制精度。仿真结果表明,优化控制方法能够有效解决气压干扰下液位的控制精度,为系统优化提供思路。     

液压驱动型四足机器人电液伺服控制系统仿真建模与实验分析

复杂的作业环境和艰巨的作业任务使液压驱动型四足机器人对其伺服系统的精度、速度和力量均比一般机器人在普通情况下有更高的要求。为掌握液压驱动型四足机器人在多种路况下行走时各液压缸的受力情况以及液压系统内流量、压力的变化情况,需要对其虚拟样机进行机械动力系统和液压伺服系统的联合仿真,定性分析电液伺服系统位置、速度等被控对象的特性,并分析PID控制器在四足机器人伺服控制方面的特性与不足。针对传统控制算法在四足机器人控制存在的短板问题,设计了一种非对称前馈补偿模糊自适应PID算法,并利用物理样机进行了实际验证。实验结果为四足机器人电液伺服控制系统硬件、软件和控制算法的设计与优化指明了方向,还为研究四足机器人平稳步态控制策略提供了决策依据和数据支持。     

左心辅助循环系统的模糊控制

本文描述一种微机控制的左心辅助循环装直(LVAD)。这是一个以平均主动脉压为被控量、以辅助血泵的收缩速度为控制量的闭环系统。针对系统的特点,采用了模糊控制算法,以直流无刷电机为执行元件。控制系统的性能在循环系统水力学模拟台上做了试验,取得了满意的效果。