基于AMESim-Simulink的电液位置伺服系统的自适应模糊PID控制

电液伺服系统具有响应速度快、控制精度高等优点,被广泛应用于工业控制各领域。但其存在饱和与死区、非线性、时变性、时滞性的特点,针对实际电液伺服系统中这些特点导致的非线性环节建模不准确的问题,采用自适应模糊PID控制算法对电液位置伺服系统进行控制。首先对电液位置伺服系统的开环传递函数进行了推导,其次在AMESim/Simulink联合仿真平台上建立了系统模型与模糊PID控制算法,最后采用模糊PID控制算法对系统的阶跃响应和正弦跟踪性能进行了仿真研究。研究结果表明：自适应模糊PID控制对于输入信号具有响应速度快、跟踪精度高、无滞后与超调等良好的控制特性。     

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。     

基于模糊PID的悬架试验台激振控制系统仿真

采用模糊自整定PID控制方法 ,完成了电液伺服悬架试验台控制系统的设计,推导了相关执行元件的传递函数,并建立了数学仿真模型。仿真结果表明,采用电液伺服系统和模糊PID控制相结合的设计方案,可以获得较高的跟随精度,响应时间短,超调量小,鲁棒性强。     

基于噪声抑制的电液位置伺服系统自抗扰控制方法

测量噪声对扩张状态观测器带宽的限制是影响电液伺服系统自抗扰位置控制器性能的关键问题。为此,提出了一种基于噪声抑制扩张状态观测器的改进自抗扰控制方法。建立电液伺服系统非线性模型,通过坐标变换构造链式积分器结构,明确电液伺服系统“总扰动”。引入低通滤波器抑制高频测量噪声,利用滤波后的位置信号构建改进型扩张状态观测器,补偿滤波器导致的相位滞后,分离状态反馈与扰动估计,增加新的扰动估计调节参数,调和观测器高带宽、高估计性能与噪声放大间的矛盾。采用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。仿真与试验结果表明,在系统受扰状态下,与传统LADRC相比,本文所提出控制方法扰动抑制能力更强,位置跟踪精度更高,为自抗扰控制器的工程应用提供了参考。     

基于AMESim-Simulink的电液位置伺服系统的滑模变结构控制

以电液位置伺服系统为研究对象,采用联合仿真方式对其进行了滑模变结构控制的研究。首先搭建电液位置伺服系统的AMESim模型,通过系统辨识得到系统的数学模型,并将此数学模型转变为状态空间方程,在Simulink中对其进行了滑模控制律的设计及仿真分析。结果表明：滑模控制对输入信号具有响应速度快、跟踪精度高等良好的控制特性。     

电液位置伺服系统模糊速度补偿μ复合控制

针对变刚度电液位置伺服系统在快速定位控制中存在的超调现象,考虑负载刚度对位置伺服系统的影响,提出了模糊速度补偿μ复合控制策略,给出复合控制策略的工作原理,导出速度流量补偿模型。设计模糊速度补偿器及鲁棒μ控制器,实现了伺服缸无扰速度补偿及负载刚度摄动的抑制,应用Matlab、AMESim联合仿真和半实物仿真平台分别进行复合控制策略验证,仿真及实验结果表明,μ控制器有效抑制了负载刚度摄动,而速度补偿的引入使系统在快速性条件下实现了位置的精确定位控制,验证了所提控制策略的有效性。     

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。     

电液位置伺服系统干扰抑制问题的H∞控制

运用H∞控制理论，建立了电液位置控制系统H∞控制模型和电液位置伺服系统的抗干扰问题的最优指标，定义了功能评价指标，论述了加权矩阵的确定方法，并对该模型求解，设计出电液位置控制系统干扰抑制问题的H∞控制器。仿真表明，运用该控制器可抑制干扰信号，消除系统中参数变化及不确定因素的影响，当负载发生变化时，系统具有很强的鲁棒性，表明了H∞控制器的有效性。     

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。     

基于遗传神经网络PID整定的电液位置伺服系统

以EPS机电一体化测试台为实验背景,针对其电液位置伺服系统的非线性以及存在外干扰等不利影响进行分析并建立数学模型。采用MATLAB/Simulink软件建立传递函数仿真模型,之后分别采用遗传算法和基于遗传算法优化的BP神经网络算法对PID进行整定。结果表明,基于遗传算法优化的BP神经网络PID整定的电液位置伺服系统稳定性强,精度更高,具有更强的鲁棒性。     

电液比例系统的模糊控制

以电液比例系统的应用实例为基点，将模糊集合图，从属函数，模糊语言与推理，模糊控制器的结构原理等模糊控制的基本概念引入电液比例系统。详细介绍了一个单输入单输出的模糊控制电液比例压力系统的系统参数确定方法及试验结果，说明了结合微机进行电液比例系统的模糊控制是切实可行的。     

无级变速传动系统的模糊控制

设计了无级变速系统的模糊控制器,建立了简化的无级变速传动系统的动力学模型。考虑到系统模型的时变非线性特性、输入和输出之间的耦合特性以及复杂的运行工况的影响,给出了一种新的带有参数自调整的模糊－PI控制算法,利用该算法设计的模糊控制器使无级变速传动系统获得了良好的控制效果。仿真结果表明,该算法是可行和有效的。     

拖拉机液压转向变论域模糊控制器设计与试验

2BFQ-6型油菜精量联合直播机田间自动对行作业时,东方红-LX854型拖拉机为其配套动力,实现导航功能,针对导航执行机构——电控全液压转向系统导航作业时转向控制稳定性和准确性差的问题,设计了自适应变论域模糊控制器。应用旋升优选法对模糊控制器参数仿真分析,获得了不同波形、幅值和周期激励信号下的最优参数组合,运用窗口Fourier变换和自卷积法设计了响应类型的实时识别方法,依据识别的结果和仿真寻优获得的参数优化基础模糊器规则的论域。在拖拉机电控全液压转向系统上试验结果表明:变论域模糊控制器对转向20°的阶跃响应的调节时间为2 s,平均稳态误差为0.18°,无稳态振荡现象;跟踪正弦信号平均延时为0.3 s;与定论域模糊控制器相比获得了更好的转向性能。     

遥操作工程机器人p-f力反馈控制方法

结合液压主、从遥操作工程机器人的特殊性,在分析已有控制方法的基础上,应用阀控液压马达和力传感器构成新型液压力伺服控制器,形成p-f结构主动力反馈双向伺服控制系统.代替以位置误差、位置误差的变化率或其组合形成的p-p型被动力反馈控制结构,在工程机器人双向伺服控制系统中应用主动力反馈结构.在空载和弹簧负载情况下,分别进行了力、位置跟随性能实验,实验结果表明.p-f型力反馈控制方法既能保证从手对主手的位置跟随精度,又能使主手准确连续地跟随从手受力情况,改进了遥操作工程机器人力反馈的性能.提高了力反馈透明度.     

遥操作机器人存在时延的位置控制研究

以电液伺服遥操作主从机器人为控制对象 ,在系统存在时延的条件下 ,实现机器人从动机械手位置和姿态行程跟随主手操纵柄位置的控制。通过建立电液比例阀控制不对称液压缸的数学模型 ,分析了 Smith数字控制器的原理和实现方法 ,并与传统的控制方法进行了对比研究。针对不同时延进行了仿真试验 ,仿真结果表明 ,该方法对电液伺服遥操作机器人的位置控制具有良好的效果和较强的鲁棒性 ,证明了方法的有效性     

轮灌条件下灌溉施肥系统混肥过程变论域模糊控制

灌溉施肥系统的混肥过程在轮灌条件下表现出非线性、时滞性、时变性和不确定性的特点。为解决该系统的控制问题,提出了一种变论域的模糊PI控制策略(VFPI),算法采用一组比例指数函数作为伸缩因子对模糊控制器的论域进行在线调整,同时引入了一个协模糊控制器,通过测量系统流量的变化在线调节控制器积分系数的基准值。为验证控制算法的有效性,搭建了灌溉施肥控制系统的试验平台,分别设计了4组不同配方内容和3组不同轮灌条件的模拟试验,采用本文提出的VFPI控制算法和常规PI控制算法进行了对比试验。试验结果表明,所提出的VFPI控制策略能够更好地适应配方内容变化以及轮灌条件变化对混肥过程造成的影响;相比于常规PI控制,VFPI控制的调节时间更短、超调量更小、动态过程更平稳。     

并联机床伺服系统双自适应模糊滑模控制

以并联机床的单通道对称阀控非对称液压缸为研究对象,提出一种适合该系统的将模糊控制、滑模控制、自适应控制三者有机结合的双自适应模糊滑模控制算法.仿真结果表明,采用所提方法使系统的输出渐进一致地收敛于参考输入信号,解决了对称滑阀控非对称液压缸系统存在的动态性能不对称、系统精度低、稳定性差等问题,可有效快速跟踪变化信号,对有界的干扰和参数摄动具有不变性.与常规PID控制相比,双自适应模糊滑模控制更适合于高阶非线性、强干扰的复杂系统,将此法应用于并联机床的液压控制系统可提高机床控制精度,改善机床动态性能,稳态误差仅为常规PID控制的20％.     

拖拉机机械式自动变速器动力性换挡试验

为了改善拖拉机机械式自动变速器的换挡品质,减少驾驶员劳动强度,以换挡过程的冲击度作为换挡品质的主要衡量参数,设计了自动变速器的电-液执行机构,拖拉机自动变速器采用模糊控制的方法.试验结果表明,换挡过程中的冲击度最大值发生在离合器完全接合时刻,为4.76m/s3,小于我国的推荐值17.64m/s3,所设计的电-液执行机构及其模糊控制方法能够改善换挡品质,对于拖拉机自动换挡系统是可行的.     

空心圆柱试样试验仪电液伺服加载系统的研究

采用机、电、液?光栅一体化技术研制了空心圆柱试样试验仪新型电液伺服加载，该系统由于具体有光栅位移传感器反馈和液压力传感器反馈控制回中，敌 具有快速和精确的液压力响应，满足试验仪应力（变）控制试验的要求。整个试验过程在ＩＢＭ ＰＣ／ＸＴ微型计算机控制下自动完成。