电液伺服系统的仿真与自校正PID控制器的设计

对一个试验用电液伺服系统进行了理论建模和仿真研究,引入了一个非线性状态方程模型来描述电液伺服系统的动态特性,通过仿真结果与实际系统的响应相比较,验证了所建立的理论模型的准确性,在此仿真模型基础上,设计了一个适用的自校正PID控制器,并且对其控制特性进行了仿真研究。     

电液伺服动静万能试验机液压系统设计的一些原则

 分析讨论了电液伺服动静万能试验机液压系统设计中的一些共性问题，包括负载动力的匹配、伺服阀的选用、作动器固有频率的提高、夹紧装置与冷却系统的设计等． 提出了设计该类试验机液压系统的一些原则，其优效性在1 MN 电液伺服动静万能试验机设计中得到验证． 该原则可以作为工程技术人员设计同类试验机的参考依据．     

数控转塔冲床液压伺服控制系统的设计

作为数控转塔冲床核心部件的主传动系统,一直是数控冲床技术进步的标志之一,也是制造商和用户关注的焦点.目前我国对数控转塔冲床主传动系统缺乏自主知识产权的产品,几乎全部依赖进口,价格昂贵,小利十我国民族企业的发展.本文就是在这种背景下产生的(2007年山东省教育厅科技计划项目,编号J07WJ39),研制具有自主知识产权的数控液压伺服控制系统,对我国机床加工工业和装备制造业的发展具有十分重要的意义.     

液压机械操作新技术分析

电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，因此应用领域日益拓宽。近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好的应用前景。     

带有期望补偿的自适应鲁棒控制律设计及比较分析

对于参数不确定的非线性伺服系统,传统PID控制无法达到期望的跟踪精度.自适应鲁棒控制具有自适应能力以及鲁棒特性,能够实现参数不确定的非线性伺服系统的期望性能.本文以自适应鲁棒控制为基础,给出了带有期望补偿的自适应鲁棒控制律设计方案,以满足期望控制指标.通过Matlab/Simulink搭建了实际伺服系统的模型,仿真验证了带有期望补偿自适应鲁棒控制性能的优越性.     

基于二自由度PID控制器的移相PWM_DC-DC变换器

在移相PWM DC/DC变换器中,通常采用PID调节器来提高变换器的目标值跟踪特性和干扰抑制特性.由于这种方式为单自由度控制,所以它不能同时获得良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性.提出利用二自由度PID控制器实现对移相PWM DC/DC变换器的闭环控制,通过分别设计目标值跟踪特性调节器和干扰抑制特性调节器,获得较好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性.仿真和实验结果表明变换器的目标值跟踪特性和干扰抑制特性均获得了较好的结果.     

煤矿凿岩机器人模糊自适应PID控制策略研究

在现有PID控制器的基础上,利用模糊推理实现了对PID参数在线自整定模糊自适应控制,并且在Matlab仿真软件下将该控制器在机器人钻臂控制系统中的应用进行了仿真研究,仿真结果表明,参数自适应模糊PID控制器能使系统达到满意的控制效果,提高了钻臂的定位精度。     

电液伺服系统内模控制

针对电液位置伺服系统,提出了一种内模控制器设计方法.内模控制作为一种先进控制策略,其设计思路是将对象模型与实际对象相并联,控制器逼近模型的动态逆.考虑到内模控制对系统模型精度要求不高的特点,本文降阶简化了电液伺服系统的模型.基于此模型所设计的控制器,只有一个可调参数,且该参数直接与系统的动态特性和鲁棒性相关,整定方便,避免了控制器整定的随机性与复杂性.仿真研究和实验结果表明,内模控制可以有效地克服参数变化对系统性能的影响,使系统同时具有良好的目标值跟随特性和鲁棒性,实现了调炮误差小于±0.36mrad的高精度要求.     

电液伺服系统的逆向递推鲁棒自适应控制

针对电液伺服系统存在的非线性特性、参数不确定性,且不确定性不满足匹配条件,引入虚拟控制量的概念,提出了一种逆向递推鲁棒自适应控制方法。该方法把整个系统分成了一个二阶和一个一阶两个子系统,对其进行递推式的分步自适应控制,从而简化了控制器的设计,使计算量大为减少;利用参数自适应和鲁棒控制相结合的方法,使控制器具有较强的抗干扰性。仿真结果显示,该控制方法具有较强的鲁棒性及良好的跟踪性能,与采用 PID 的控制方法相比,系统具有更好的控制性能及更强的抗干扰性。     

多变量电液伺服系统的建模与控制

本文应用时序建模理论、解耦控制理论及自较正控制原理等分析多变量电液伺服系统，建立了反映系统的低阶数字模型；多变量电液伺服系统是一个耦合系统，通过解耦和极点配置，能得到互不干扰的、可跟踪设定值的单变量系统。计算机仿真结果表明控制方案的可行性。     

具有实时视觉/触觉反馈的纳米操作系统

由于缺乏实时的传感器信息反馈,导致传统的基于原子力显微镜的纳米操作盲目,操作效率和成功率都非常低.为了克服这一问题,设计和实现了一种具有实时视觉和三维触觉反馈的纳米操作系统.当利用该系统进行纳米操作时,操作者不但可以实时感受到探针与被操作物体间的相互作用力,还可以在3D增强现实图像界面中观察到纳米操作场景的变化,并可以在线控制探针的三维运动.这种交互式的操作系统使得纳米操作变得容易可行.纳米刻画实验和多壁碳纳米管的推动实验验证了该系统的有效性和高效率.     

双筒式液压减振器阻尼力建模与灵敏度分析

为提高减振器阻尼力输出的准确性及减振器性能可靠性,定量分析双筒式液压减振器尺寸参数及其公差、油液黏度等对阻尼力的影响。根据阻尼力的产生机理,建立了减振器复原行程中复原阀开启前、后的阻尼力模型和压缩行程中压缩阀开启前、后的阻尼力模型,利用MATLAB仿真得到了其示功图和速度特性图,并通过台架性能试验进行了验证。考虑到阻尼力模型的复杂性,采用ANSYS中的Design Exploration模块,利用响应面法得到了减振器各个参数的灵敏度,并针对油液黏度、阀系开启高度等影响较大的参数,考虑其随机性,利用蒙特卡洛抽样方法得到了减振器阻尼力的分布,从而为双筒式液压减振器的设计提供了依据,为进一步研究减振器的阻尼力退化及寿命评估奠定了基础。     

基于模糊策略的液压系统油温自适应PID控制

研究了液压系统的油温控制。考虑到液压系统油温具有大滞后、非线性、时变性特点,传统的PID控制难以取得满意的控制效果,提出了一种基于模糊策略的自适应PID控制方法。该方法采用模糊推理实现PID控制器参数的在线自寻优,根据PID参数对输出响应的影响实现不同工况下PID参数的最佳匹配。通过Matlab/Simulink软件进行了传统PID控制和基于模糊策略的PID控制的仿真比较,结果表明,基于模糊策略的PID控制方法在调节速度、超调量及稳定性方面均有良好的表现。将该方法用于JM128MK型注塑机液压系统的实验,已验证了该方法的有效性和合理性。     

合作机器人微操作力提升系统的控制策略及实验研究

根据合作机器人提升系统的组成和工作原理,提出了顺应操作者特性的阻抗控制策略,建立了微操作力提升系统的数学模型和Simulink仿真模型,对阻抗控制策略进行了仿真分析.基于dSPACE半物理仿真平台对提升系统的控制策略进行了实验研究.研究结果表明,该控制策略是可行的,操作者施加较小的操作力,提升系统就能顺应人的操作升降重物,且能满足操作者提升操作的柔顺性要求.     

BP网络智能PID控制在水电机组中的应用

阐述了BP网络智能PID控制的原理和结构,并将其应用于具有非线性、时变、非最小相位且结构参数变化较大的水电机组控制中.仿真试验结果表明,其控制效果优于常规PID控制.     

抛光工业机器人主动恒力装置设计研究

研究了工业机器人抛光中的恒力控制,针对传统的机器人恒力控制中既要对机器人进行力控制又要对机器人进行位置控制,导致工业机器人整体控制复杂,响应较慢,精度较低的问题,采用机器人力和位置分离的方式,设计了独立于机器人本体的主动恒力控制装置来解决机器人作业的力控制,使机器人力控制作业中不用考虑机器人的运动控制,从而达到解耦的效果。实验验证结果表明,设计的主动恒力装置提高了工业机器人力控制精度,具有良好的恒力控制性能。     

带继电反馈的Smith内模控制器设计

介绍了一种基于内模设计的Smith预测控制器的设计方法．该方法通过继电反馈实验获取过程对象的模型参数,并融入了自适应的控制思想,能较好地解决模型失配问题．实验结果表明,该控制器算法简单,容易实现,对延时较大的系统有很好的控制效果．     

考虑弹性水击效应时水轮机调节系统的Hopf分岔分析

在考虑水轮机调节系统中弹性水击效应的情况下,建立了系统的非线性模型,在此基础上,运用非线性动力系统的分岔理论分别研究了在频率扰动、负荷扰动或无扰动的情况下,由于PID调节器参数发生变化,在系统中可能发生的Hopf分岔现象,在PID参数空间中给出了分岔临界点、稳定域范围以及状态变量随分岔参数变化的分岔图,并与刚性水击情况进行了比较.由此得出结论,由于调节器参数的变化,在水轮机调节系统中可能导致所不期望的持续非线性振荡,为保证系统能够安全稳定地运行,应将调节器参数设定在其稳定域范围内.仿真验证了理论分析的结果.     

液压控制堵水开关的设计

 研制了一种新型液压控制可循环调层的堵水开关． 介绍了单元开关和组合液压开关的基本结构和工作原理，说明了开关的设计特点和应用场合，给出了几何参数和力学参数的计算公式，从而为该类井下工具的设计提供了参考．     

纯水轴向柱塞泵滑履的静压支承设计

 对纯水轴向柱塞泵滑履摩撩副的最佳水膜厚度进行了计算和分析．结果表明．纯水轴向柱塞泵滑履摩擦副不宜采用完全平衡型静压支承设计． 对纯水轴向柱塞泵滑履的结构参数和材料进行了设计分析．