基于滑模控制的液压伺服系统的联合仿真研究

针对非对称缸液压伺服系统的不确定性,非线性和常规PID控制器的缺点,设计了改进的滑模控制器,有效减小了液压位置伺服系统中由于元件参数变化等引起的超调和振荡。利用AMESim/Simulink进行联合仿真,模拟实际工作中电液伺服位置控制系统常常遇到的负载变化、受外力扰动等情况,验证在此环境下控制器对电液伺服位置控制系统的控制效果,以及所设计的滑模控制器的鲁棒性、可靠性。     

采摘机器人视觉伺服控制系统设计

分析了采摘机器人目标位置与机器人关节角度之间的运动学关系,给出了两者之间的坐标变换公式.根据伺服控制特点,在机器人伺服控制中引入模糊PID控制方法,利用模糊控制策略在线自适应整定PID参数,提高了控制系统的动、静态性能.仿真和实验结果验证了设计的合理性和有效性.     

基于内模控制的主动悬挂电液伺服作动器位置控制研究

针对负载质量和负载力等参数不确定的主动悬挂电液伺服作动器位置控制系统，采用内模控制方法对其进行位置控制。根据系统特性建立了电液伺服作动器位置控制系统线性化数学模型，并基于此模型设计了内模控制器。为验证内模控制器的控制效果，进行了与PID控制的对比仿真分析和台架试验。以阶跃信号为输入信号进行了仿真分析，仿真结果表明，系统在内模控制下的单位阶跃响应快速、平稳、无超调，动态特性优于PID控制，且当系统受到外部干扰时，内模控制比PID控制能更快速、平稳地恢复至稳态值。台架试验包括改变正弦输入信号频率和改变负载质量两种试验方案。结果表明，当正弦输入信号频率由0.1Hz增加至2Hz时，基于PID控制的系统跟踪性能明显恶化，而基于内模控制的系统跟踪性能并无明显变化；当负载质量发生变化时，基于内模控制的系统跟踪误差变化幅度明显小于PID控制。基于内模控制的电液伺服作动器位置控制系统的跟踪响应性能优于PID控制，满足主动悬挂系统的使用要求。     

变论域模糊自适应PID控制在池塘溶解氧中的应用

针对池塘溶解氧变化具有非线性、时变性、大惯性等特点以及常规模糊PID控制器自适应能力差等问题,设计一种基于变论域的模糊PID控制器与增氧机转速PID调节器构成的池塘溶解氧控制系统。文中采用20组数据数据样本进行喂食量与溶解氧的关系和光照强度与溶解氧的关系进行实验,喂食量与溶解氧的R2为0.947 4优于光照强度与溶解氧的R2为0.933 9,并用10组数据样本验证,验证数据表明喂食量与溶解氧更适用于池塘溶解氧系统模型,有较好的应用价值。     

无刷直流电机模糊控制无传感器运行研究

无传感无刷直流电机（SLBLDCM）是一个多变量、非线性系统,PID控制在其调速系统中得到广泛应用。本文将模糊PID控制应用到SLBLDCM控制系统中,首先建立了无刷直流电机的数学模型,然后利用MATLAB中的Fuzzy Toolbox和Simulink完成了该电机模糊PID双闭环调速系统的仿真设计,最后在DSP上实现模糊PID控制算法。其中转子位置的检测,是通过端电压得到感应反电势来判断。仿真和实验结果表明：控制系统运行平稳,速度跟踪快速准确,同时又具有较高的控制精度和较好的鲁棒性。     

电液伺服遥操纵机器人主-从位置控制器

针对电液伺服遥操纵机器人主-从双向伺服位置控制中存在的非线性和不确定性,提出主-从侧分别使用带干扰观测器的最优控制和有鲁棒补偿的PD反馈控制算法,以克服主动侧各液压缸因动态特性差异造成的位置跟随误差和从动侧外界环境的随机干扰对系统稳定性的影响.分别设计了观测器跟踪扰动的二次型控制器和有动态鲁棒补偿的位置控制器,通过仿真和试验验证了所设计控制器的有效性.试验结果表明,所设计的位置控制器,既提高了主-从位置跟随精度,又具有较强的自适应性和鲁棒性;提高了力反馈电液伺服遥操纵机器人系统的操作性.     

电液伺服遥操纵机器入主-从位置控制器

针对电液伺服遥操纵机器人主-从双向伺服位置控制中存在的非线性和不确定性，提出主-从侧分别使用带干扰观测器的最优控制和有鲁棒补偿的PD反馈控制算法，以克服主动侧各液压缸因动态特性差异造成的位置跟随误差和从动侧外界环境的随机干扰对系统稳定性的影响。分别设计了观测器跟踪扰动的二次型控制器和有动态鲁棒补偿的位置控制器，通过仿真和试验验证了所设计控制器的有效性。试验结果表明，所设计的位置控制器，既提高了主-从位置跟随精度，又具有较强的自适应性和鲁棒性；提高了力反馈电液伺服遥操纵机器人系统的操作性。     

变截面板簧轧机电液伺服系统性能分析

设计了变截面板簧轧机电液伺服系统,该系统采用了工控机和PLC组成的两级计算机控制方式。建立了由电液伺服阀、伺服液压缸和轧辊组成的伺服控制系统数学模型。在分析系统的稳态性能和动态性能基础上,采用PID校正方式,进一步增大了系统的剪切频率,缩短了调节时间,降低了稳态误差。结果表明轧机电液伺服系统的稳定性好、控制精度高,达到了设计目的。     

两级电液伺服位置控制研究

为解决大负载、长行程位置控制系统中不能同时满足伺服缸活塞杆工作行程与控制精度的问题,提出了速度开环控制加传统的位置闭环控制的控制策略。在速度开环控制中比例调速阀控制调速缸,解决了工作行程不能太大的问题;在位置闭环控制中比例伺服阀控制伺服缸,解决了控制精度低的问题。此外为了解决设定位移经常变动和超调量过大问题,在位置闭环控制系统的PID控制器中分别采用了微分先行和积分分离控制算法。仿真结果验证了该策略的可行性与有效性。     

植保机械喷杆位置控制器设计

面向植保机械喷杆位置调节作业的需要,选取电液伺服系统作为其调节装置,提出一种基于模糊控制的控制方法。首先,将电液伺服系统中的未知项、非线性项等进行完整的数学建模;然后,以输出量与给定量的误差及其变化率作为模糊控制器的输入信号,伺服阀的控制电流为输出信号,建立模糊控制系统,实现了对电液伺服系统中不确定项与非线性项的控制;最后,搭建Mat Lab仿真平台进行仿真,同时作为对比设计了PID算法。结果表明:所设计的模糊控制器具有良好的跟踪性能,对系统的不确定性和振动具有良好的控制效果。     

仿生四足机器人自适应粒子群优化控制

针对仿生四足机器人液压伺服驱动所带来的非线性和参数时变性等问题,有效抑制基于位置内环PID控制液压伺服系统过程中产生的高频振动对仿生四足机器人稳态行走的影响,采用自适应粒子群(PSO)算法优化位置内环PID控制的仿生四足机器人液压伺服系统。该方法能让PID控制器快速通过粒子种群的随机搜索和全局通讯来寻找最优解作为仿生四足机器人实时控制中的PID控制参数,优化液压伺服系统的传动性能。在分析仿生四足机器人结构和液压驱动模型的基础上,建立了液压伺服系统仿真模型。通过Mat Lab/Simulink软件对所建立的模型作为目标函数进行了正弦响应跟踪仿真试验,并在所设计的仿生四足机器人试验样机上进行了对角步态行走测试。实验结果表明:与传统的PID控制器相比,采用自适应粒子群(PSO)算法优化PID控制的液压伺服系统,具有更好的动态响应和鲁棒性,能够有效地提高对仿生四足机器人液压伺服系统的控制精度,保证仿生四足机器人能够平稳行走。     

基于T-S模型的柴油机怠速控制系统设计

针对柴油机怠速控制系统中控制对象的大滞后性、惯性、非线性等特点,提出一种基于T-S模型的模糊PID控制器的设计方法。它的前件采用模糊推理的方法将基于语言变量的专家经验转化为T-S模型的模糊规则,后件则采用PID的控制形式,这样设计可以充分借鉴常规PID控制器参数调整的各种成熟经验,使模糊控制规则的制定和参数的调整更简单易行,且物理意义明确。大滞后、非线性控制对象的现场试验表明,T-S模型模糊控制器有着很强的适应性和鲁棒性,明显改善了系统的动静态性能。该控制器设计简单,与Mamdani系统相比在形式上更加紧凑和易于计算,可以很方便地采用自适应的思想来创建系统模型,同时也可以广泛应用在其它需要闭环控制的实际工程项目中,因而具有一定的研究价值。     

基于PSO-BP优化PID模型的水肥控制系统研究

针对传统灌溉施肥方式无法切实满足作物生长需求和水肥资源浪费严重的问题,设计一种基于PSO和BP神经网络优化PID模型的水肥控制系统。系统通过结合作物种植环境水肥浓度信息,利用PSO和BP神经网络算法优化PID控制参数,以解决水肥施灌过程中系统的非线性、时变性和滞后性等问题。综合MATLAB/simulink仿真试验结果可知,利用PSO和BP神经网络优化的PID控制模型较传统PID控制模型系统响应速度提高9.33%,调节时间缩短72.24%,超调量仅为PID控制的11.78%,优化效果较好。系统试验结果表明,施灌过程中系统控制稳定,在一定程度上达到水肥浓度精准控制的效果,具有实际应用价值。     

电液伺服PID位置控制系统的仿真研究

为提高电液伺服泵控系统位置控制精度和响应速度,将液压缸位移行程分为快速、中速和慢速三段分别实施分段PID控制,在AMESim中建立位置控制系统仿真模型。通过正交试验方法选取相应仿真参数,液压缸位移目标值160mm的仿真结果为159.99mm,位置精度最高。并通过实验验证分段PID位置控制系统仿真模型的可行性。通过仿真分析发现,液压缸第一段分段PID参数对响应速度影响较大,但系数过大会引起超调;第三段参数对控制精度的影响较大,且该段PID参数不宜过大。     

基于DRNN自适应PID的油缸位置控制

在阐述了DRNN神经网络基本原理，并结合HD控制特点的基础上，提出一种DRNN神经网络整定的PID控制算法和控制器设计方法。利用DRNN神经网络的自学习和自适应能力，来完成系统的实时控制。该算法直接应用于位置伺服控制系统，仿真结果表明，与传统HD控制算法相比较，该算法增强了系统的控制精度，提高了系统的响应速度，鲁棒性强，控制品质好，符合工程实际，有实用价值。     

基于DSP的直流伺服控制系统设计

提出了一种基于数字信号处理器（DSP）的全数字直流伺服控制系统。该伺服控制系统采用三环控制方式即位置环、速度环和电流环，构成闭环控制电路。应用直流脉宽调制（PWM）驱动技术和IPM功率驱动模块作为功率驱动的直流伺服电机控制系统。本文应用的控制算法是PID等控制运算规律及各种控制功能都由DSP独立完成，充分发挥了DSP作为直流伺服电机控制器的优势。     

基于转矩分配函数的开关磁阻电机直接转矩控制

由于开关磁阻电机(SRM)及其功率变换器的非线性,以及控制参数的多样性,使得SRM参数的优化设计比较复杂,转矩脉动比较明显。本研究将转矩分配函数法引入开关磁阻电机的直接转矩控制策略中,设计了有效的转矩分配函数和基于单神经元自适应PID控制策略的速度调节器。以TMS320LF2407A数字信号处理器为控制核心,设计开发了具有智能控制方法的高精度SRM系统。试验结果证明,该系统结构简单、可靠,运行效率高,具有很好的静、动态特性。     

水田激光平地机非线性水平控制系统

为使水田激光平地机的平地铲在受到干扰偏离水平位置时能够迅速回复水平,设计了基于角速度-偏差角度的非线性PID控制器的平地铲调平控制系统,使平地铲零角速度渐近回到水平位置,实现零超调,提高了平地机水平控制精度和稳定性。根据平地机的机械液压系统结构搭建了平地铲调平系统动力学模型,推导了传递函数,基于剩余路径确定允许最小角度的非线性控制,设计了水平调平闭环控制系统方案。采用标准姿态航向参考系统AHRS检测平地铲实时倾角与角速度,TMS320F28035芯片作为控制器,设计制作了水平控制系统电路,依据传感器数据通过非线性PID位置控制算法计算出控制量,并通过PWM驱动电路实现平地铲水平控制。在华南农业大学研制的水田激光平地机上,进行了实验室测试与田间试验验证。测试结果表明,水平控制系统响应迅速,实现了平地铲渐进逼近水平位置的控制效果,超调小,稳态误差趋于零,平地铲基本控制在水平位置±1°以内,平地铲工作稳定。     

一种新型模糊PID控制的变频恒压供水系统

提出了一种新型的变频恒压供水系统，在该系统中采用了模糊比例、积分、微分（模糊PID）控制，通过模糊控制器浮动迁移受控对象的设定值，并把迁移后的设定值引入到PID运算中，使系统既有模糊控制器的优点，又具有PID调节器的特点。     

饲料粉碎机结构优化设计——基于自适应智能化调节的

锤片式饲料粉碎机的作业效率和饲料粉碎质量受到诸多因素的影响,饲料的喂入量和粉碎室的工作效率是主要影响因素之一。为此,提出了一种带加肋板的饲料粉碎机结构,并将PID控制器引入到喂入量控制系统中,提高了饲料粉碎机的自适应智能化调节功能。为了提高粉碎室的工作效率和粉碎质量,将转子设计成了双圆盘形式,并在锤片上添加了肋板结构,在喂入装置中设计了PID调节器,可以根据锤片的阻力和粉碎质量来自适应的调节喂入量。最后,通过测试样机对饲料粉碎机的粉碎性能进行了测试,结果表明:通过测试发现:使用肋板结构可有效地缩短饲料粉碎工作时间,提高工作效率,利用PID调节器可以增强喂入系统的自适应性,提高响应速度,降低超调量,提高饲料的粉碎质量。