龙门移动式双驱进给系统定位误差补偿方法

针对双驱进给系统结构的特性,提出了双轴定位误差建模与补偿方法.分析影响双驱进给系统定位精度的误差来源,建立基于双轴误差数据的龙门移动式双驱进给系统的速度-位置定位误差预测模型.采用开放式数控系统,提出基于交叉耦合的双驱进给系统定位误差补偿方法.在误差补偿过程中考虑双轴动态耦合特性与同步误差和单轴跟随误差耦合作用对误差补偿的影响,并进行误差补偿实验验证.实验结果表明所提出的误差补偿方法提高了龙门移动式双驱进给系统的定位精度和同步精度.     

丝杠短周期误差的模糊自学习补偿控制

针对短周期误差的补偿控制,引入模糊自学习控制算法,建立了丝杠短周期误差的模糊自学习控制系统,进行了实验验证,并与传统的PID控制算法进行了对比.     

模糊-PID挖掘机器人主从控制系统开发

结合传统PID与模糊控制算法优点设计了基于模糊-PID算法的挖掘机器人工作装置主从同步控制系统.采用编码器测得从端各工作装置相对转角,根据转角误差大小确定采用模糊还是PID控制算法,从而实现主从端同步运动.实验证明:该主从端同步控制系统安全可靠,控制精度高,主从端同步性好.     

基于模糊自适应PID的单轴转台控制系统

为了补偿四旋翼无人机中微机械系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)陀螺仪的漂移误差,提高无人机控制的精度,设计了一种无人机MEMS陀螺仪校准单轴转台系统。由于单轴转台控制系统中存在不同程度的非线性和时变性,所以导致无法得出转台精确的数学模型,以致传统PID控制无法达到理想的控制效果。针对这一问题,提出了模糊控制和PID控制相结合的方法,即模糊自适应PID控制。该控制系统通过模糊规则对PID控制的参数进行在线整定,能够根据实际情况实时在线完成PID控制的参数调整,以保证实现单轴转台的控制精度及快速时间响应能力。实验采用传统PID控制策略与文中所提模糊自适应PID控制策略进行仿真对比,结果表明:模糊自适应PID控制的转台系统超调量小、响应速度快、鲁棒性好,具有控制灵活和适应性强的优势。     

基于改进型偏差耦合结构的多电机同步控制

针对现有的多电机同步控制方案难以满足高精度控制的要求和不能实现比例同步控制的局限性，提出一种带PI补偿控制的改进型偏差耦合控制结构，可适用于多电机完全同步和比例同步控制.针对永磁同步电动机非线性和强耦合特性，设计了自适应模糊滑模变结构控制器来实现永磁同步电动机的跟踪控制.建立了4台永磁同步电动机的同步控制仿真模型，仿真实验表明，所提出的多电机同步控制结构相对于带固定增益补偿的控制结构具有更高的同步控制精度.与PID和常规滑模控制算法相比，自适应模糊滑模控制策略具有更高的同步稳定性和更强的鲁棒性.     

基于变论域模糊PID的汽提塔温度控制方法

针对汽提塔生产过程具有非线性、强耦合、大时滞及温度难以精确控制的问题,设计了基于变论域模糊PID的汽提塔温度控制系统.选取了基于模糊规则的伸缩因子,将变论域思想和模糊PID相结合,形成变论域模糊PID控制系统结构.分别对常规PID算法、模糊PID算法及变论域模糊PID算法的汽提塔温度控制系统的仿真曲线进行对比.仿真结果表明:变论域模糊PID控制算法有更快的响应速度、更小的超调量和更好的跟踪性能.     

基于电子齿轮箱的内齿珩轮强力珩齿轮廓误差补偿控制研究

多轴控制系统的轮廓误差具有强耦合特点，由于是多轴联动产生的结果，仅提高单轴的跟踪精度不一定能降低轮廓误差。为降低珩齿多轴控制系统的齿面轮廓误差，进一步提高珩齿的加工精度，文章提出一种简单有效的补偿控制策略。分析珩齿机的机床结构，根据珩齿多轴电子齿轮箱(electronic gearbox, EGB)控制系统的数学模型推导出基于齿轮啮合原理和坐标变换的齿面轮廓误差数学模型，并设计出一种简单的齿面轮廓误差补偿控制器。仿真和实验结果表明，所提出的补偿控制策略对降低齿面轮廓误差有显著的效果。该文方法对提高珩齿实际加工精度具有一定的指导意义。     

无人机三轴稳定云台的模糊PID控制

以无人机三轴稳定云台的内框作为研究对象,将自适应卡尔曼滤波算法与模糊PID控制算法相结合,提出了一种基于自适应卡尔曼滤波的模糊PID控制算法.经过Matlab仿真实验表明,相对于经典PID控制算法和模糊PID控制算法而言,该算法在无人机三轴稳定云台的控制上,不仅响应速度快、精度高,而且对控制干扰噪声和测量噪声也起到了较好的抑制作用     

隧道掘进机洞内拆装设备多缸同步控制研究

针对隧道掘进机洞内拆装设备多液压缸工作时的同步控制需求,提出了一种基于偏差耦合同步结构的模糊比例-积分-微分(PID)控制策略。首先,根据多液压缸同步举撑电液比例控制系统工作原理,建立了液压举撑系统数学模型,分析了多液压缸不同步问题产生的主要原因;其次,根据液压举撑系统的特点,设计了一种偏差耦合同步控制结构与模糊PID结合的控制策略;最后,通过AMESim和Matlab/Simulink联合仿真试验,对该控制策略的控制性能进行了验证。结果表明：在设备发生偏载的情况下,采用所设计的偏差耦合模糊PID控制策略时,液压缸之间的最大同步误差约为1.5 mm,能满足TBM主机洞内拆装系统的同步控制要求。     

基于双迭代学习-交叉耦合的双轴误差控制

在双轴高精度轮廓加工中,单轴的跟踪误差和双轴间运动不协调产生的轮廓误差都会影响加工精度。文章提出了一种基于双迭代学习-交叉耦合的双轴运动控制策略,将单轴的迭代学习控制(iterative learning control,ILC)与双轴的交叉耦合控制(cross-coupled control,CCC)以及轮廓误差的ILC相结合。单轴的ILC用来改善单轴的跟踪性能,减小单轴的跟踪误差;双轴的CCC用以增加各轴之间的匹配程度,减小轮廓误差;轮廓误差的ILC可以提高轮廓的跟踪性能,进一步削减轮廓误差。仿真结果表明,双迭代学习-交叉耦合控制系统不仅能够有效降低单轴的跟踪误差,而且能显著减小轮廓误差。     

盾构机回转驱动系统建模及同步控制方法

为从机械力学和电机同步控制的角度进行盾构机回转驱动系统的研究,根据盾构机的工作原理和机械结构,采用等效质量法建立盾构机回转驱动系统的动力学模型,分析刀盘回转载荷,根据盾构机刀盘回转液压系统,建立变量泵的流量方程、连续方程以及马达和负载的力矩平衡方程,构建数学模型,得到控制系统提供传递函数,最终建立了机电液的耦合模型,考虑机电液系统对同步性能的影响.结合了耦合补偿原理以及共同设定控制思路,使用环形耦合多马达同步控制策略,综合考虑单个马达相对于设定马达位移的跟踪误差和相邻马达之间的同步误差.使用变论域方法建立基于变论域模糊PID的多马达同步控制的误差补偿控制算法.通过对比实验研究表明,建立的控制模型相比不考虑机电液系统耦合模型的控制模型作用下,具有更低的同步误差和跟踪误差.     

基于免疫调节机制的参数自整定模糊控制器设计

为进一步解决常规模糊控制算法存在的控制器参数不能在线调整、稳态精度较低等问题,提出一种基于免疫系统调节机制的参数自整定模糊控制算法。该算法在动态调节阶段借鉴生物免疫系统调的T细胞反馈调节机制来整定控制器参数,以获得较优的控制系统动态性能;稳态调节阶段利用免疫系统抗原提呈原理,将控制偏差视为抗原并进行非线性处理,同时微调控制器参数以提高模糊控制器的灵敏度,从而克服常规模糊控制器稳态精度不高的缺陷。为检验免疫模糊自整定控制算法的控制效果,将改进后的算法应用于生物反应器的非线性温度控制对象。研究结果表明:相比于常规模糊控制算法和PID算法,免疫模糊自整定控制算法具有较好的控制效果和较强的抗干扰能力。     

基于改进PID控制的机床滑台运动位移跟踪误差研究

采取改进PID控制方法,通过仿真验证机床滑台跟踪结果.采用直角坐标系建立机床滑台二维简图模型,设计机床滑台闭环控制流程,定义机床滑台位置传递控制函数.采用BP神经网络结构对PID控制器进行改进,给出机床滑台位置输出误差评价指标函数.采用MAT-LAB软件检验不同控制系统跟踪结果.结果表明:在无干扰状态下,采用传统PID控制系统,滑台位置跟踪误差最大值为0.05m,采用改进PID控制系统,滑台位置跟踪误差最大值为0.02m.两种控制系统跟踪误差相差不大,都能实现滑台位置的精确定位.在有干扰状态下,采用传统PID控制系统,滑台位置跟踪误差较大,误差最大值为0.19m,而采用改进PID控制系统,滑台位置跟踪误差较小,误差最大值为0.02m.采用改进PID控制系统,能够实现机床滑台位置的精确定位,提高机床主轴对零件的加工精度.     

基于全局PID模糊滑模算法的机器人跟踪控制仿真

为了解决机器人跟踪控制过程中采用PID控制算法会出现抖动和误差的问题,提出一种机器人全局PID模糊滑模跟踪控制算法.通过将PID滑模控制和模糊控制相结合,设计了全局PID模糊滑模控制;基于模糊规则,对滑模控制增益进行自适应调整,从而消除建模误差和干扰,削弱了控制时产生的抖振、在线调整控制器参数和估计误差,并通过积分来消除外界干扰,因此提高了控制精度.仿真结果表明,与常规的PID算法相比,该方法在处理控制抖动和消除误差和干扰方面具有极高的鲁棒性.     

多永磁同步直线电机协同控制研究

为实现多电机协同控制,以3 台永磁同步直线电机组成的运动控制系统为研究对象,研究不同拓扑结构对电机间的协同性能的影响,同时提出一种相邻偏差耦合协同算法用以提升协同系统的整体控制效果。实验结果表明,应用相邻偏差耦合算法后,永磁同步直线电机间的协同精度均有所提高,相邻电机间的协同误差均由0． 30 mm 降至0． 25 mm,协同精度提高了17%。     

基于T-S模型的局部通风机风量模糊预测控制算法

针对目前比例-积分-微分(PID)控制、模糊控制以及模糊自适应PID控制方法在局部通风机风量控制系统中的不足,提出一种基于T-S模型的局部通风机风量模糊预测控制算法。首先建立了局部通风机系统的T-S模糊模型,并进行拟合度验证实验,然后提出基于T-S模型的模糊预测控制算法局部通风机风量控制策略,并对算法进行了实验验证。结果显示,局部通风系统中,该控制算法相对于PID控制、模糊控制以及模糊自适应PID控制具有更好的控制效果,并且该算法能够根据瓦斯的历史浓度做出先见性的控制。     

基于模糊PID控制算法的汽车制动系统

以汽车制动力学方程为基础,设计了参数模糊PID控制器,对参数模糊PID控制算法在汽车制动系统中应用进行研究.该控制算法补充了常规PID、逻辑门限制控制算法的不足.仿真结果表明,该参数模糊控制系统能够达到预期效果,制动时间比模糊控制快0.17 s,比常规PID快0.51 s,制动距离比模糊控制短1.475 m,比常规PID控制短5.59m,并在不同的环境参数下具有较强的自适应能力.     

高速高精度电子齿轮箱自抗扰控制研究

针对展成法加工齿轮切削力呈周期性变化引起刀具与工件的相对位姿偏差,导致工件齿轮加工误差的问题,文章提出一种基于自抗扰控制(active disturbance rejection control, ADRC)的主从式电子齿轮箱(electronic gearbox, EGB)控制方法。首先,分析滚齿加工过程中机床各运动轴之间的联动关系,建立斜齿轮加工运动控制数学模型,确立主从式EGB结构模型;其次,建立EGB中各轴跟踪误差与工件齿轮齿廓偏差、齿距偏差和螺旋线偏差之间的数学关系,采用交叉耦合控制(cross-coupling control, CCC)补偿方式求解出各运动轴的补偿量,对从动轴进行补偿;然后,构建基于传统比例积分微分(proportional integral derivative, PID)控制和扩张状态观测器(extended state observer, ESO)的ADRC-EGB,评估EGB从动轴所受的干扰并进行补偿,提高其同步精度和鲁棒性。最后,在开放式实时半实物仿真平台开展滚齿加工运动模拟实验。结果表明该EGB控制结构相较于传统EGB具有更高的同步控制精度和抗...     

50000 kN液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制

针对超大采高液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制问题,提出一种基于模糊进程标识符（PID）相邻交叉耦合同步控制策略,利用Creo-Adams及ANSYS建立液压支架试验台刚柔耦合动力学仿真模型,根据垂直加载实际工况添加约束条件。利用AMEsim及Matlab/Simulink建立垂直加载液压系统控制模型,基于各软件之间的接口技术构建Adams-AMEsim-Simulink机液控一体化的试验台多领域协同仿真模型。仿真得到模糊PID和常规PID下相邻交叉耦合同步控制策略的加载液压缸位移跟踪曲线、负载变化曲线、信号控制曲线、同步误差曲线。研究结果表明,相比于常规PID算法,模糊PID算法下的系统具有响应速度更快、控制精度更高等特点,使液压支架垂直加载四缸同步精度误差小于0.1 mm,满足使用要求。研究结论为液压支架试验台垂直外加载系统设计提供参考。     

基于C＋＋Builder的三容液位系统的Smith预估控制

三容器液位控制系统具有典型的滞后特性,用常规的PID难以达到精确的控制效果,提出了基于三容器数学模型的Smith预估补偿控制算法,并用C Builder对其进行实验仿真.仿真结果表明Smith预估补偿控制比常规的PID控制具有调节时间短、超调量小、鲁棒性好等优点.