液压驱动单元位置控制系统前馈补偿控制研究

液压驱动型足式机器人在运动过程中各关节液压驱动单元（Hydraulic drive unit,HDU）多采用基于液压控制内环的外环阻抗控制方法,其中液压控制内环可分为位置闭环控制和力闭环控制。当液压控制内环采用位置闭环控制时,其位置控制性能直接决定了外环阻抗控制性能,所以,一种针对HDU的高精度的位置控制方法具有重要研究意义。针对以上研究意义,首先对HDU位置控制系统6阶数学模型进行简化,求出位置控制系统中各部分传递函数。其次,推导位置控制输入前馈补偿控制器,该控制器中含有液压系统固有非线性和负载特性。最后,在HDU性能测试试验平台上,在多种典型输入信号以及对角小跑输入信号下,对系统的位置控制性能进行试验研究并给出定量分析。试验结果表明,在不同输入信号下,加入所提出的输入前馈补偿控制器可以大幅提高系统位置控制性能,并且该控制器具有良好的多工况适应性。以上研究成果可结合相应的针对位置控制系统的抗干扰控制策略,一起为基于位置的阻抗控制液压内环控制提供控制策略重要参考和试验基础。     

基于RTX实时控制的汽车同步器自动换档装置的研究

该文介绍了汽车同步器气动自动换档装置的工作原理和组成结构.在RTX实时环境下利用LabWindows/CVI开发了该系统的控制程序.根据系统特点采用单神经元自适应控制策略.实验结果证明控制系统能够满足设计需要,并具有灵活的扩展性.     

电液伺服闭式泵控系统位置前馈补偿控制研究

以电液伺服闭式泵控系统为研究对象,提高其位置控制精度及响应速度为目标,提出电液伺服闭式泵控系统位置前馈补偿控制算法。首先,对电液伺服闭式泵控系统数学模型进行推导,得出位置控制系统传递函数;其次,推导位置控制前馈补偿控制器,该控制器可依据系统运动轨迹变化实时补偿定量泵转速,实现系统高精度位置输出;最后,在电液伺服闭式泵控实验平台上,对系统的位置控制性能进行试验研究并给出定量分析。实验结果表明：前馈补偿控制器可大幅提高系统位置控制性能。研究成果将为电液伺服闭式泵控系统高精度位置控制奠定基础,对泵控技术的工程推广具有积极的意义。     

基于机械臂位姿变换的柔性负载伺服驱动系统控制策略

伺服驱动系统的柔性负载端转动惯量等参数随柔性机械臂位姿变化而变化,进而影响伺服驱动系统电动机输出端转速。为降低电动机输出端速度波动,采用极点配置的方法设计伺服驱动系统转速环PI控制器参数,该参数的选择随柔性机械臂位姿变化而变化,从而使伺服驱动系统在不同位姿下获得良好的动态响应特性,避免机械谐振发生。首先根据连续体振动理论和拉格朗日原理建立了柔性负载伺服驱动系统动力学模型,并通过状态方程求得电动机转速到柔性负载驱动转矩的传递函数。将变参数PI控制策略应用于伺服驱动系统转速环控制中,分析了柔性负载对转速环的控制特性的影响,采用极点配置的方法设计控制器参数。接下来分别采用相同幅值、相同阻尼系数、相同实部3种极点配置策略设计控制器参数。讨论了这3种极点配置策略不同参数对系统谐振峰值、谐振频率和带宽的影响。最后通过数值仿真分析表明:伺服驱动系统等效柔性负载参数与机械臂的位姿有关;柔性负载回转半径、转动惯量较大的情况,不适宜使用相同实部的极点配置方法,但其余两种方法可通过适当选择参数使电动机输出转速波动程度减小。     

永磁交流同步直线电机位置伺服控制系统设计

分析了永磁交流同步直线电机的数学模型和控制要求,对4种典型的位置控制器进行了比较研究,对扰动观测器的结构进行了改进和参数调整。在此基础上,提出了基于扰动观测器的加速度反馈位置伺服控制系统。理论分析和仿真实验证明,此控制系统适于永磁交流以同步直线电机的控制。     

高速数字信号处理器控制的电主轴永磁同步电机交流伺服驱动系统

介绍一种用高速数字信号处理器（DSP）控制的全数字化电主轴永磁同步电机交流伺服驱动系统。根据矢量变换理论和弱磁控制理论，提出一种高效精确的定子电流矢量控制策略。通过对电主轴各种运行情况进行计算机仿真研究，得出一些重要结论。     

参数在线辨识的交流位置伺服系统前馈控制

研究了基于前馈控制的交流位置伺服系统的轨迹跟踪控制问题。提出一种自适应模型参数在线辨识的改进方法,用以快速、有效地辨识出模型参数的变化,并应用到前馈控制器中。研究结果表明,基于模型参数在线辨识的前馈控制可以实现位置伺服系统的高速、高精度跟踪控制。     

基于DSP交流伺服位置控制系统的研究

提出一种基于数字信号处理器(DSP)的交流位置伺服控制系统。DSP具有的强大高速运算能力,片内集成了丰富的电机控制外围部件和电路,简化了控制电路的硬件设计,提高了系统的可靠性,并且利用DSP具有极强的数字计算能力,使很多新型的控制算法可以被用于伺服控制器中,实现了“软件化”的全数字伺服驱动器。实验结果表明了该系统具有良好的动态和静态控制特性和一定的实用性。     

基于DSP的同步伺服控制系统的设计

对一些控制系统的同步特性进行了分析,设计了基于DSP的位置型同步伺服控制板,保证了整个系统的同步。     

基于干扰观测器的位置伺服系统复合控制

减摇水舱实验台架的作用是验证减摇水舱的特性,是典型的液压位置伺服系统。为了满足实验要求,需要能够跟踪动态输入信号,正弦和随机激励信号。为了补偿减摇水舱内流体晃荡所产生的干扰力矩,提高控制精度,针对系统建模时参数的不确定,提出了一种鲁棒性补偿的干扰观测器和速度前馈相结合的复合控制方法。该算法提高了系统控制精度,实现了对干扰的估计和补偿,拓展了系统的带宽。仿真结果证明了所提出算法的有效性。     

基于灰色关联补偿控制的气动位置伺服控制系统

针对现有高精度气动位置伺服控制算法复杂、难于工程实现的问题,以灰色关联分析理论为基础,提出基于传统控制算法的灰色关联补偿控制新方法。该方法将灰色关联控制与传统控制相结合,在传统控制回路中增加灰色关联补偿控制器。该补偿控制器根据控制系统实际输出与期望输出数据序列之间的几何形状相似性和距离,计算两者之间的加权灰色关联度,设计灰色关联补偿控制律,对传统控制器的控制输出进行动态补偿。以DGPL型无杆气缸为控制对象,进行气动位置伺服控制的仿真与试验研究,对比灰色关联补偿控制方法与传统控制方法(比例积分微分(Proportional-integral-differential,PID)控制、模糊控制)的控制精度。仿真与试验结果表明,在相同的控制器参数下,灰色关联补偿控制的控制效果优于常规控制器的控制效果,补偿控制器参数经过适当调整,可以实现气动位置伺服系统的高精度控制。     

含前馈补偿和微分反馈的数控位置伺服系统

数控位置伺服系统的前馈控制具有动态响应快、跟踪精度高、实用性高等特点,在位置跟踪数控伺服系统中应用广泛,但对数控伺服系统的位置阶跃响应作用不明显,且超调量大。为此,提出在位置前馈控制的基础上,引入位置环微分负反馈的新型控制策略。在伺服系统位置环增加微分负反馈后,对前馈控制函数进行修正,使微分负反馈控制既能保证系统实现无超调快速响应,又不影响位置前馈跟踪性能。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性,表明该新型控制方法适用范围广,响应速度快,超调量小,具有很高的工程实用价值。     

基于FUZZY—PID的气缸位置伺服控制系统

本文利用气动比例流量阀、无活塞杆气缸、位移传感器和数据采集卡等元件构成了气缸位置伺服控制系统.建立了该系统的数学模型.并进行了MATLAB仿真.然后设计了基于LabVIEW语言的参数自整定FUZZY-PID位置控制器,并在仿真的基础上进行实际控制实验.实验结果表明了FUZZY-PID控制器的有效性和正确性.     

总线控制型伺服驱动器位置指令处理方法

介绍了一种基于总线控制的交流伺服驱动器的位置指令的平滑处理方法。该方法通过设计多级缓存器保存周期位置增量信息,防止位置增量数据的丢失及波动;通过在线实时调整伺服驱动器位置指令采集周期,保持伺服驱动器与控制器的位置指令周期同步。经验证,该方法有效地解决了周期位置指令增量数据采集不连续的问题。     

电液位置伺服控制系统的研究

以某公司的电液位置伺服控制系统为对象，分析了该伺服系统的液压动力元件、液压执行元件、主控制器等构成的反馈控制系统工作原理。根据系统的控制要求，完成了液压部分各个模块的性能分析，并提出以FPGA为核心的控制器方案。通过对系统实际性能要求分析，给出了系统总体设计方案，并且进行了现场调试，实现数据的实时交互，并将处理结果以曲线的形式展示，以供数据分析处理并进行参数调整。结果证明，该控制器能够满足控制系统提出的总体任务要求，达到了预期的设计效果。     

基于交叉耦合技术的数控机床双轴驱动同步控制

数控机床双轴驱动系统在工作过程中,因工作台与滑台的质心不重合等原因将导致两根滚珠丝杠的位置或转速出现误差,严重影响机床的加工精度。以两根驱动轴的同步控制精度作为研究目的,把神经网络与传统PID控制相结合,提出了一种基于神经元PID的控制策略,同时采用交叉耦合方法和有监督Delta学习规则,按差值最小准则实时修正神经元的连接权重,以实现PID控制参数的在线整定。仿真和测试结果表明,该方法能有效减小同步误差,提高工件加工精度。     

电液伺服系统位置跟踪平整度控制策略研究

为提高电液伺服系统位置控制跟踪精度，提出一种基于平整度设计方法的控制策略，该设计方法不需要对系统状态变量求导，因而，传感器测量噪声及未建模特性不会被放大，进而可以提高电液伺服系统位置跟踪精度，并且控制方法的设计过程简易；为验证提出的控制器的有效性，搭建了电液伺服系统实验台，对提出的控制策略进行了实验研究，结果证实，与反步控制器及传统的PI控制器相比，提出的控制器能更有效地提高了电液伺服系统位置跟踪精度。     

电液位置伺服控制系统的研究

电液位置伺服控制系统是一个非线性系统,且伺服阀具有死区非线性特性以及受零偏、泄漏等各种复杂因素的影响。一般采用的常规线性PID控制器难以协调快速性与超调性之间的矛盾。基于LabVIEW平台,针对电液伺服系统的非线性和不确定性等特性研究设计出非线性PID控制器,并与PID控制算法进行比较。实验结果表明,非线性PID控制器中的增益参数能够随控制误差而变化,使控制系统既响应快又无超调现象,抗干扰能力也优于传统的PID控制,改善了系统的性能。     

交叉耦合算法的超精密数控机床伺服控制

超精密加工的轮廓精度控制直接影响到工件的加工精度,交叉耦合控制算法通过对两轴进行协调而影响轮廓控制精度。文章在分析超精密数控机床误差模型的基础上,将变增益交叉耦合控制算法引入超精密空机床的伺服控制,实验结果表明：变增益交叉耦合控制算法可以在不改变位置环的情况下,有效地提高系统的轮廓精度。     

基于DSP的位置伺服系统

根据增量式光电码盘进行位置检测的原理,提出了一种基于编程逻辑器件CPLD对光电码盘输出信号倍频、鉴相、计数的具体方法,有利于提高被控对象的测量和控制精度以及DSP和CPLD的接口设计.