机械多连杆伺服压力机控制系统设计与实现探究

机械多连杆传动在伺服压力及控制系统中的优势比较明显,能够满足工业生产对产品质量和产品数量的需求。通过研究以西门子与IPC这两种高性能控制器设计出来的控制系统,在设计方面采用以模块化为基准,对系统中软件语言开发进行研究。系统应用方面研发出2000kN机械多连杆伺服压力机。实现压力机工艺范围的扩大,使产品质量有保障。     

基于PC控制技术的伺服机械压力机控制系统探讨及应用研究

伺服机械压力机的控制系统直接影响着压力机的性能,论文以PC控制技术为基础,对伺服机械压力机的控制系统进行较为全面的分析和研究。     

加工路径段进给速度的转接及加减速处理方法

针对高速高精加工对数控系统在进给速度控制方面的要求,根据相邻路径段间的转接角大小建立了可直接进行段间转接的条件,并研究了该条件不成立时对转接速度的修正问题.提出了段内加减速的处理基本原则,并在保持路径段长度不变的基础上对路径段内的进给速度重新进行规划,避免了以往插补前加减速方法中减速点和终点预测困难的问题.实际计算结果表明,相对零速度转接加减速处理方法,所提出的方法在同样保证加工精度等基础上提高了加工效率(每段约2%),在高速加工系统中可以得到较好应用.     

基于改进复合三角函数的伺服压力机轨迹规划研究

为使伺服压力机具有良好的拉深性能,需要对其轨迹进行合理规划。针对六连杆大型伺服压力机,构建一种主传动机构轨迹规划方法。基于库伦-粘性摩擦模型,建立主传动机构的高精度动力学模型。考虑冲压过程中的工艺约束和要求,提出基于复合三角函数的伺服电机加减速控制的改进模型。针对主传动机构的能耗和效率进行分析,以滑块运动的周期能耗和生产节拍为优化指标,通过线性加权的方式构造多目标优化函数,引入机械手送料时间、滑块最大速度、主动件角速度、伺服电机动态限和热极限等约束,采用遗传算法完成了多目标优化设计。结果显示：优化后,伺服压力机主传动机构在一个周期的能效提升4.54%,生产节拍时间减小3.23%,实现了良好的拉深工艺模式。     

三角肘杆式伺服压力机主传动系统

在多连杆伺服压力机主传动系统中,肘杆式传动系统结构简单,在速度、力、加速度等方面的性能虽然比较良好,但却不突出。三角肘杆式机构就是在轴杆机构的基础上进行改良,使系统能够满足工艺对告诉伺服压力机性能的需求。     

机器人的柔性关节机械手控制分析

本文就当下柔性关节机械手的自适应控制进行详细研究.发现当机械手的系统参数较为准确的时候,其传统的反演控制算法可以基于实际状态反馈信息,对柔性关节机械手实现良好的控制.但是,若出现误差,会导致传统的控制方式下需要对关节加速度进行反馈,同时由于柔性机械手的控制信号当中有着噪声,就会对系统的动态品质造成一定影响.     

不同加减速控制算法的能耗分析与比

首先推导了理想加减速控制算法的最小能耗和梯形、二次样条曲线、S曲线、AS曲线加减速算法的速度函数,然后根据速度函数与电动机耗能之间的关系求出了各加减速控制算法的耗能函数,并通过Matlab编程求最小值,发现当梯形曲线的加速时间和二次样条曲线的加加速时间分别设为T/3和T/6;S曲线的加加速时间和匀加速时间分别设为0.01T和0.31T;AS曲线的加加速时间和匀加速时间分别设为0.01T和0.34T,减速段时间调节系数R2设为0.98时,能够分别获得加减速算法基于能量最优的速度轮廓。最后通过计算不同加减速算法在不同时间设置情况下的耗能,与最优速度轮廓的耗能比较,得出同一算法在不同时间参数设置时能耗差别明显,此外不同算法之间的能耗水平也有明显差别。     

不同加减速控制算法的能耗分析与比较

首先推导了理想加减速控制算法的最小能耗和梯形、二次样条曲线、S曲线、AS曲线加减速算法的速度函数,然后根据速度函数与电动机耗能之间的关系求出了各加减速控制算法的耗能函数,并通过Matlab编程求最小值,发现当梯形曲线的加速时间和二次样条曲线的加加速时间分别设为T/3和T/6;S曲线的加加速时间和匀加速时间分别设为0.01T和0.31T;AS曲线的加加速时间和匀加速时间分别设为0.01T和0.34T,减速段时间调节系数R2设为0.98时,能够分别获得加减速算法基于能量最优的速度轮廓.最后通过计算不同加减速算法在不同时间设置情况下的耗能,与最优速度轮廓的耗能比较,得出同一算法在不同时间参数设置时能耗差别明显,此外不同算法之间的能耗水平也有明显差别.     

基于ARM的多轴伺服控制器设计与应用

对采用 ARM微处理器及 FPGA设计的 7轴电机伺服运动控制器在数据臂平台上的应用进行了分析。与采用传统的 MCU设计的多轴电机伺服运动控制器相比 ,该控制器具有较高的集成度和灵活性 ,便于用户实现较为复杂的算法。通过实验验证了控制器的稳定性 ,能够满足多轴电机伺服运动控制的需要。面向遥控操作的 7自由度数据臂平台 ,将该控制器应用于关节数据采集和力反馈控制系统中 ,实现了多关节数据的实时采集和力反馈电机即时动作。     

基于线性拟合改良视觉伺服的无人机跟踪控制算法

针对传统视觉伺服（IBVS）无人机跟随系统精度低、滞后性、运动不稳定、脱离后难再定位等问题,提出一种通过线性拟合预测目标的改良视觉伺服控制算法,使得整套系统稳定性更好,准确性也更高,运动不再抖动,跟随位置效果更好,快速性得到提高,滞后问题得以改善。对从视觉获得的定位坐标进行线性拟合,根据线性拟合的目标运动轨迹,计算下一步目标速度、加速度,实现预测目标下一时刻位置信息。对自身无人机做预测飞行,消除因采集信号、计算处理导致无人机滞后于目标的飞行,实现精度更高的跟随。     

一种减速装置的结构优化及模态分析

为改进农业设备内部构件,对应用广泛的减速装置进行结构优化。根据工作场合及性能要求,对行星齿轮减速装置结构组成与工作原理进行分析,选取核心技术参数,建立正确的理论模型,并加入群体空间算法,通过UG软件绘制减速装置核心部件三维模型。同时,通过ANSYS软件进行有效衔接进行轴系与箱体的模态分析试验,得出减速装置的各阶振型与应力分布云图。试验结果表明:结构优化后行星齿轮减速装置核心参数(如阻尼比、固有频率等)指标均有所提升,准确避开应力集中区域,整体模态柔度均度得到优化。此思路可为其他类似减速装置结构设计提供借鉴。     

基于多目标粒子群算法的柔性作业车间调度优化方法

针对柔性作业车间的多目标调度问题,构建了以制造工期、加工成本及提前/拖期惩罚值为目标函数的柔性作业车间调度模型,提出基于密集距离排序的自适应多目标粒子群算法.采用精英策略保留进化过程中的优势个体,基于个体密集距离降序排列进行外部种群的缩减和全局最优值的更新,并引入小概率的变异机制以增强解的多样性和算法的全局寻优能力.最...     

含间隙超精密压力机柔性多连杆机构动力学建模与仿真

建立柔性多连杆机构动力学模型对分析超精密压力机下死点动态精度具有极其重要的作用。传统的超精密压力机多连杆机构动力学模型一直忽略旋转副和球面副间隙以及曲轴和连杆柔性的影响,从而导致分析精度较低。为更准确地分析其动态响应特性,建立了一种考虑旋转副和球面副间隙及曲轴和连杆柔性影响的改进柔性多连杆机构的动力学模型。仿真结果表明,旋转副和球面副间隙的存在对机构的动态响应特性有很大影响;曲轴中心和球铰球心的运动特征主要表现为2个阶段:自由运动和冲击运动。此外,研究了间隙和曲轴输入转速对多连杆机构动态响应特性的影响,得出了随着间隙尺寸的增加,滑块下死点位置上移,滑块的速度和加速度峰值先减小后增加;随着曲轴转速的增加,滑块下死点位置和最大偏差值也逐渐增大,滑块的速度和加速度显著增加。     

直流电机EGR控制策略软件开发及测试

介绍了有关直流电机EGR的控制策略开发,主要包括可整定闭环PI控制、直流电机正反转过渡及反向控制、落座保护及停机清洗等功能的开发与测试。试验表明,该EGR控制响应速度快,控制稳定精确,鲁棒性好,且满足性能要求。     

连续平压机入口角度动态控制方法

基于钢材弯曲变形的特点,提出一种矩形截面的入口上热压板弯曲变形来调节入口角度的方法。在分析上热压板弯曲变形原理并推导曲率半径与拉弧高度几何关系的基础上,仿真计算上热压板弯曲强度,构建基于现场总线的分布式系统和人机交互控制系统,设计油缸位移梯度渐进算法并在国产连续平压机上实现控制。研究结果表明:入口上热压板弯曲变形满足弯曲强度要求,入口角度调节方法及控制算法能够实现油缸位移梯度变化的渐进性和入口角度调节的动态性;当入口曲率半径R为100 000 mm时,入口上热压板拉弧高度理论值与实际值最大偏差为0.4 mm,横向实际值最大偏差为0.6 mm,达到控制精度要求。     

双轮驱动电动汽车防滑控制系统的研究

建立了双轮驱动电动汽车加速过程的1/4动力学模型,以滑转率为调节对象,提出了一种基于模糊自整定PID控制算法的驱动防滑控制系统.设计了双轮驱动电动汽车驱动防滑系统的模糊PID控制器,在Matlab/Simulink仿真环境下进行了动态仿真,对比仿真结果表明,模糊自整定PID控制器的性能优于单一的PID控制.     

基于单轮台架制动能量回收控制算法的研究

电动汽车在制动情况下提供一个良好制动性能的同时保证其能进行能量回收是电动汽车能量回收控制系统的一个重要特性。针对此特性,以本实验室的单轮ABS制动台架为原型,提出了一套控制算法,不仅合理地分配了制动器制动力和电机制动力之间的关系,而且顾及到了制动时进行制动能量回收的问题,使得电动汽车在获得制动安全性的前提下有一个良好的经济适用性,这对延长电动汽车的续驶里程有着重要的实际意义。     

六自由度虚轴机床神经网络位置伺服控制

针对永磁直线伺服电机（PMLSM）驱动的六自由度虚轴机床,提出利用基于神经网络的位置伺服控制器对电机动子加速度进行控制的方案。为抑制对电机动子加速度影响较大的杆问耦合扰动的影响,将负载扰动和杆间耦合扰动整合为一个对象,并等效为电机动力学参数的变化,利用观测器进行在线观测,结合神经网络位置伺服控制器进行调整,从而较好地提前抑制了速度与位置误差。所设计的神经网络位置伺服控制器结构简单,权值调整方便,计算量小、响应速度快。仿真实验表明该方法对虚轴机床各杆的位置、速度、加速度实现了精确的跟随控制,系统具有很强的鲁棒性。     

无速度传感器音圈式快速刀具的阻尼闭环控制

针对音圈式快速刀具阻尼较小、超调较大的开环特性,经典控制采用速度环和位置环双闭环反馈控制,但速度传感器增加了系统的复杂度,且易带来附加噪声.基于二阶积分器串联系统的最速控制方法,提出了采用最速过渡环节调节输入或控制信号阻尼,进而改善无速度传感器的输出阻尼前馈控制方法,设计了相应闭环控制方案,在DSP控制平台上进行刀具动态性能测试,并进行了球形透镜阵列的加工实验.实验结果表明:所提出的控制方法能有效改善快速刀具的阻尼特性,刀具方波响应超调约4％,上升时间仅为3 ms,所加工球透镜阵列具有良好的面形精度及表面粗糙度,PV值约为0.228λ,表面粗糙度Ra小于15 nm.