高速开关阀控液压缸的位置控制半实物仿真研究

为研究基于高速开关阀的液压缸位置控制问题,设计了基于高速开关阀和换向阀组合控制液压缸的回路,并采用PWM驱动高速开关阀.建立了控制系统的Simulink离线仿真模型,采用基于卡尔曼滤波的PID控制算法完成液压缸的位置跟踪仿真.最后借助Matlab/xPC Target搭建了高速开关阀控液压位置系统的半实物仿真测试平台,仿真与实验结果表明所设计系统结构的正确性,以及采用卡尔曼滤波的PID控制算法可有效提高液压缸的位置控制精度,借助半实物仿真技术可以提高高速开关阀控位置系统的设计效率.      

基于GPC-PID的铁路列车横向半主动悬挂控制系统设计

为了实时地在线优化PID控制器参数,使其能够应用于复杂的列车悬挂控制系统中,将PID控制器与GPC(广义预测控制)算法结合,利用广义预测算法局部优化策略优化KP、KI、KD参数,设计了GPC-PID控制器,对实际列车建立了17自由度仿真模型、在线辨识CARIMA(受控自回归积分滑动平均)模型,最后给出基于GPC-PID的高速列车半主动悬挂控制系统的设计方案,利用Matlab中Simulink搭建仿真平台,仿真结果表明方案有效,提高了列车的平稳性.     

铝合金脉冲MIG焊干伸长二自由度PID控制

针对铝合金脉冲MIG焊接过程中干伸长的二自由度PID控制进行研究.在设计送丝速度阶跃对干伸长响应,获得辨识模型的基础上,分别采用二自由度PID和常规PID算法,在最佳参数条件下对其控制效果进行对比仿真.在仿真结果的基础上利用Matlab/Simulink、采用xPCTarget的实时目标环境进行焊接,建立基于二自由度P...     

水电仿真软件中调速器模型的设计及实现

针对目前水电仿真系统中PID型调速器的控制参数难于确定的情况,基于Matlab/Simulink平台建立调速系统数学模型.采用自适应模糊控制算法,并使用遗传算法进行参数优化,提高了仿真调节系统模型的鲁棒性.利用Matlab自带的实时代码生成工具箱RTW(real-time workshop),实现从Simulink模块图到VC集成开发环境的代码转换.讨论了算法的实用性和程序实现时应注意的问题.整个开发过程与Matlab/Simulink平台紧密结合,缩短了开发周期,提高了代码的可靠性.     

基于Matlab的无刷直流电机模糊自适应PID控制仿真

对无刷直流电机采用模糊自适应PID控制算法,通过该算法在线调整PID的三个参数,提升了PID的控制性能。通过Matlab/Simulink仿真验证了控制结果的优化。     

基于网络污水处理实时仿真与控制

构建了基于网络的污水处理实时仿真与控制系统的硬件平台，采用C＋＋ Builder语言，利用UML建模方法，开发了基于TCP／IP协议系统仿真与控制软件，实现了污水处理系统的实时仿真与控制。以CSTR工艺为例，以ASM No．1模型和二沉池的沉淀模型，在Matlab／Simulink下建立了系统的仿真模型，利用Matlab／xPC Target生成了控制内核，实现了该工艺的仿真和自动控制。运行结果表明：采用厌氧-好氧生物处理的CSTR工艺中的反应池和二沉池，可以实现实时运行控制和实时仿真，并具有良好的扩充性和移植性；证明了利用网络技术对污水处理过程进行实时仿真和实时控制在技术上是可行的。     

基于模糊算法的PID参数自整定电机调速仿真研究

针对传统直流双闭环调速,不能有效克服非线性因素,不能满足对高精度、高性能等场合的要求,本文提出采用模糊PID参数自整定控制策略用于直流电机调速控制系统,从而实现PID参数实时整定。根据一个电机参数模型在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果表明模糊PID参数自整定控制器比传统PID控制器具有好的控制精度和鲁棒性,并提高了电机动静态性能。仿真结果与理论研究相符,验证了方案设计的合理性,实现了对被控对象的最佳控制。     

基于dSPACE的直流电机PWM实验设计

dSPACE实时仿真系统是一套基于MATLAB/Simulink的控制系统开发及测试的工作平台,实现了与MATLAB/Simulink的完全无缝连接。结合dSPACE仿真系统在电机控制系统实验教学中的应用,介绍了基于dSPACE的直流电机PWM实验的设计。实验完成了PWM测试模块的搭建以及基于dSPACE仿真系统的在线测试,实现了PWM的输出及占空比的在线调节,为直流电机的控制实验打下基础。     

气动位置伺服系统建模与仿真

通过对气动位置同服系统各组成元件进行特性分析,建立了系统数学模型,并用Matlab的Simulink模块建立系统仿真模型.通过PID控制实验与PID控制仿真数据的对比,证明该数学模型较为精确.基于该数学模型的Simulink仿真模型较好地反映了气动位置伺服系统的特性,实现了气动位置伺服系统较高精度的仿真.     

运动控制系统的PID参数模糊自整定

讨论了模糊自适应PID控制器原理及参数的模糊调整,利用模糊推理方法实现对运动控制系统的PID参数在线自整定,并在Matlab/Simulink环境下将该控制器在运动控制中的应用进行了仿真.结果表明,参数自适应模糊PID控制能使运动控制系统达到满意的效果.     

CO2电弧焊电流波形模糊逻辑控制

在CO2焊波控法中，将燃弧分为两个恒流阶段，燃弧前期采用大电流控制可以放善焊缝成形，而在短路过渡前的燃弧后期用小电流恒流控制可以减少飞溅，本研究以此工艺为基础，针对恒流控制系统的弧长恒定问题，提出了稳定燃弧前期电弧电压的波形模糊逻辑控制方法，设计了波形模糊逻辑控制器并进行了仿真研究，通过试验优化了CO2焊工艺参数，从而获得飞溅少、成形好的优质焊缝。     

回归正交优化法在摩擦焊接工艺中的应用

本文用回归正交优化法进行摩擦焊试验和计算,建立了摩擦焊工艺参数的回归方程,并用方程和曲线图分析了摩擦焊工艺参数对焊接质量与机械性能的影响。为摩擦焊工艺参数的选择提供了一种新方法,为实现摩擦焊生产的计算机控制提供了数学模型。     

J形坡口焊接机器人运动控制系统设计

核电压力容器的焊接制造中,半球形封头与圆管相贯形成空间曲线J形坡口焊缝,通用焊接机器人难以满足焊接要求.针对研发的悬挂式J形坡口专用焊接机器人,设计开发了机器人运动控制系统.介绍了机器人机械结构特点及运动控制算法.机器人控制系统核心采用工业控制计算机(IPC)与DMC数字运动控制器,交流伺服电机为执行端,利用三级控制结构实现作业管理,组织各轴协同运动完成焊接作业.进行了空间曲线J形坡口焊缝焊接实验.实验结果表明,设计开发的运动控制系统能够很好地控制机器人各轴协同运动,满足空间曲线J形坡口焊缝的焊接需求,可以提高核电压力容器焊接制造的自动化水平.     

脉冲旁路耦合电弧惰性气体保护焊过程控制

摘要： 脉冲旁路耦合电弧惰性气体保护焊是一种新型的低热输入焊接方法.针对该方法焊接过程中耦合电弧稳定性较差的问题,提出通过改变送丝速度调节主路弧长控制耦合电弧稳定性的控制方案并进行了仿真分析,同时采用快速原型技术设计了焊接过程控制系统并进行焊接实验. 结果表明：模拟仿真结果证明提出的控制方案可以保证脉冲旁路耦合电弧惰性气体保护焊接过程的稳定性;通过焊接实验验证了仿真结果,同时获得了稳定的焊接过程与成形良好的焊缝.     

短路过渡高速焊波控法的研究

在对高速焊分析的基础上，提出了多种电流波形控制方法：恒压特性、恒流特性、大恒流 小恒流特性，并分别介绍其工作过程．通过实验获得了适合于高速焊的波控方法：大恒流 小恒流特性控制；对波控参数的优化使焊接速度提高到1.5m/min.焊接过程稳定，飞溅小，焊缝成形表面光滑，熔宽均匀一致，波纹致密，焊接质量好．对燃弧阶段采用两段恒流进行控制是全新的控制思路，有利于实现燃弧能量的精确控制．     

基于轮式小车的焊缝视觉信息的获取与跟踪

针对铝合金自动焊接,采用基于视觉的方式,探讨了适合双目视觉传感器的焊缝图像处理与跟踪方法;搭建了基于轮式行走小车的焊缝跟踪与控制平台,开发出一套切合系统的软件跟踪控制策略与软件平台;提出机器指令生成方法,开展基于铝合金对接焊缝非起弧跟踪实验.实验结果表明:跟踪效果良好,能够达到焊枪预期的位置和姿态,为后期小车系统起弧焊接与控制奠定了基础.     

焊接工艺参数对锚拉管焊接残余应力的影响

为了实现不同焊接工艺参数下残余应力的预测,进一步优化相应的焊接工艺,采用数值模拟与试验对比方法研究锚拉管焊接残余应力.利用有限元软件ANSYS模拟T形焊接试件残余应力并与实测应力值作对比,验证了数值方法的准确性.在此基础上,对不同的焊接电压、电流和速度等焊接工艺参数下的锚拉管残余应力进行数值模拟和对比分析.结果表明,锚拉管焊接残余应力与焊接电压、电流呈正相关关系,焊接电流对焊根处纵向残余应力峰值影响较大;与焊接速度呈负相关关系,速度越大,沿焊缝方向上的纵向残余应力明显减小,分布更加均匀,当达到5mm/s时,会出现锚拉管未完全焊,应力峰值位置发生偏移的情况;焊接速度可作为主要的控制参数.基于分析结果,提出锚拉管断面纵向残余应力分布简化模型,以便给锚拉管焊接残余应力研究提供参考.     

半固态搅拌摩擦焊温度场分析及组织验证

为避免由材料流动不足而导致的焊接缺陷以及降低焊接过程中的作用力,提出了半固态搅拌摩擦焊. 本文以2024-T3铝合金为研究对象,进行了焊接过程中温度及显微组织分析. 温度的模拟及测量结果表明:当搅拌头的旋转速度为1600r·min-1、焊接速度为150mm/min时,稳态时焊核区的温度峰值达到了518℃,超过了焊材的固相线. 空冷条件下常规搅拌摩擦焊与水冷条件下的半固态搅拌摩擦焊焊核区的显微组织对比结果表明,利用搅拌头摩擦产热的方法可使搅拌区呈现液态金属母液中均匀悬浮着近似球形晶粒的半固态组织.      

纵轴式掘进机截割系统模态仿真及试验研究

为了研究纵轴式掘进机截割系统动态响应特性,基于Pro/E和ADAMS联合建立了截割系统振动分析动力学模型,并通过施加简谐激励对截割系统进行受迫振动特性分析,得到3处响应敏感的共振频率;采用锤击法对掘进机截割系统施加激振力,进行试验模态研究,选取复模态单自由度拟合法进行数据拟合,得到截割系统在竖直方向上的前5阶试验模态参数。研究结果表明：第1阶、第2阶试验模态固有频率分别与20 Hz、120 Hz仿真共振频率相近,第3阶、第4阶和第5阶试验模态固有频率则没有相近的仿真共振频率与其对应,这说明采用简谐激励进行振动仿真并不能完全激励出截割系统的共振响应频率,而采用试验模态分析法,在验证仿真分析结果的同时,还可获得更为完整的截割系统模态参数。     

复杂焊接机器人系统的协同控制

利用Petri网理论对多台机器人焊接系统进行了建模,根据系统的特点设计了基于局域网络通信的软件控制系统,实现系统的全局调度;利用建立的系统模型设计了多机器人铝合金交流脉冲GTAW的悬空角焊工艺实验.实验结果表明:系统各个机器人动作协调正确,未发生动作干涉等异常情况;焊接电弧燃烧稳定,工艺设计合理,加工过程流畅.焊接实验验证了系统建模控制的正确性,拓展了Petri网理论在焊接领域的应用.