基于内模与偏差耦合复合的舞台调速吊杆群同步控制方法

以舞台调速吊杆群高精度协调同步运行为目标,针对吊杆运行过程中易受负载扰动和电机参数摄动影响同步效果的问题,在并联同步控制的基础上,用内模控制器取代常规PI跟踪控制器,并与偏差耦合控制方法相结合,构建了基于内模与偏差耦合复合的舞台调速吊杆群同步控制方案,以内模控制增强系统的鲁棒性、位置均值偏差耦合补偿控制改善系统的精度.最后选用3组调速吊杆的同步控制对文中方法进行有效性仿真验证,结果表明,该方法在保证系统具有优良抗干扰性能的同时,较传统PI位置耦合控制具有更好的跟随性能及同步精度.     

自升式海洋钻井平台升降装置同步控制

自升式海洋钻井平台工作的安全性和可靠性直接制约着海洋石油的开采能力。升降装置作为控制平台升降的主体,其平衡控制尤为重要。针对自升式海洋钻井平台升降作业特点,提出平台电机组群协同控制方案,单个桩腿多电机采用速度偏差耦合同步控制方式,平台3台主电机采用速度-位置偏差耦合同步控制方式,位置同步补偿器采用模糊PI控制算法,速度控制器均采用PID控制算法。基于Matlab/Simulink和PLC分别建立平台电机组群同步控制系统仿真模型和试验平台。结果表明,在平台多电机速度同步控制的基础上引入位置同步控制,同时考虑了平台的升降速度和升降高度,有助于实现升降系统的精细同步控制,更加适合平台升降系统的平衡控制。     

基于ADRC的2D舞台威亚系统软硬融合同步协调方法

针对舞台威亚控制系统存在机理模型难以建立、同步协调运行性能易受机电设备自身参数摄动及外界未知干扰影响等问题,根据自抗扰控制的思想,从建立威亚控制系统的"抗扰范式"入手,结合软同步协调及位置偏差耦合算法,提出一种基于自抗扰控制技术的舞台威亚系统软硬融合同步协调控制策略.该策略首先利用自抗扰控制器对威亚系统中的"总扰"进行实时估计与动态补偿,以提高威亚系统的单机控制性能;其次采用并联同步位置偏差耦合算法以硬同步方式实现威亚系统水平及垂直方向的高精度同步运行;进而又以软同步算法协调威亚系统水平与垂直方向之间的运行,使其按预设的姿态轨迹行进.仿真结果表明,该控制方法具有很好的同步协调性能和鲁棒性.     

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.     

柔性联结配重系统同步升降控制研究

钢丝绳联接的配重升降时,其同步控制对速度、响应、精度和平稳性等指标要求很高,且宽负载工况下,定参数PID难以满足控制要求.本文首先设计了变基准主从策略作为底层策略,实现系统设计的最大升降速度和精度.其次提出一种变参数PID自适应控制方法.该方法将参数Kp、Ki、Kd,按照整定规则作为代价项引入偏差目标函数,用于元启发算法适应度计算.对于搜索到的参数组(Kp、Ki、Kd),当代价项较小时,目标值较小,适应度较大.因此,算法能自适应整定参数以获得最小偏差值.分别采用遗传和粒子群算法进行实时参数整定、偏差优化和同步追随,并与定参数PID进行同步效果比较.仿真结果显示:变参数PID自适应控制方法适应宽负载工况,其精度、响应以及稳定性指标全面优于定参数PID.基于变基准策略的PID参数自适应控制方法能够实现大惯性系统的快速、稳定同步升降.     

液压驱动舞台升降台同步控制精度

采用液压传动驱动升降舞台，其中，对液压同步控制进行了分类与比较，对电液比例控制在系统中的功能和作用进行了说明，重点分析了采用电液比例同步控制系统的同步误差与阀控马达回路的动态特性。     

基于交叉耦合控制的双电机同步控制系统研究

为了提高控制精度,对双电机位置同步性能进行了研究。建立了基于虚拟主轴的双电机位置同步控制系统模型。推导了双电机位置误差传递函数数学模型,并分析了典型输入情况下的位置同步误差。设计了交叉耦合控制器,实现双电机同步位置误差的检测与补偿修正。利用MATLAB对双电机位置同步的典型输入进行仿真,并构建了同步控制实验系统。仿真和实验结果表明,基于交叉耦合控制方式的双电机位置同步控制系统具有良好的抗扰动性能,在阶跃、斜波等典型输入情况下,位置同步控制精度至少可提高10倍。     

基于灰色预测的无位置传感器永磁同步电机模型参考自适应控制

提出了灰色预测永磁同步电动机模型参考自适应无位置传感器控制方法.给出了系统控制和位置、速度估计的基本结构;介绍了永磁同步电动机灰色预测和模型参考自适应所使用的预测与估计算法.通过在转速环中加入灰色预测控制,实现对速度的超前快速调节,以提高系统的响应性能.仿真结果表明,该控制系统鲁棒性好,适应性强,可以获得良好的控制效果.     

动龙门石材数控加工中心双轴同步驱动控制技术研究

目的研究双轴同步控制系统动态模型和误差补偿算法,降低双轴同步误差,提高机床加工精度,延长机床零部件使用寿命.方法利用i_d=0的PMSM矢量控制方法对电流环进行设计并应用工程设计法依次设计出速度环和位置环.在分析双轴控制系统模型的基础上,提出了在偏差耦合控制方式下,采用模糊PID控制算法对偏差进行补偿调节的控制方案,并与常规PID算法进行比较.在Matlab/Simulink环境下建立了双轴控制系统的数学模型,并对两种算法分别进行仿真.以异型石材车铣复合加工中心(HTM50200)作为实验平台进行实验,测量进给轴在两种控制方式下的单轴跟踪误差和双轴同步误差.结果实验结果表明,相比常规PID,在模糊PID算法控制下X_1,X_2轴的单轴定位精度分别提高了87%和80%,双轴同步误差由0.01 mm降为0.003 4 mm,笔者提供的控制方案有较好的控制效果.结论与采用常规PID算法相比,采用模糊PID控制算法的偏差耦合系统具有更好的同步控制精度,鲁棒性更强.     

广义Lorenz和Chen系统混沌同步控制算法

借助李雅普诺夫稳定性理论提出了一种自适应混沌同步控制方法.该方法通过构造适当的控制函数,从理论上保证了混沌同步控制的稳定性.MATLAB仿真实现了Lorenz系统和Chen系统的混沌同步以及广义Lorenz系统和广义Chen系统的混沌同步控制.     

统一混沌系统的同步控制

借助于Lyapunov稳定性理论和Routh-Hurwitz条件,给出了两种统一混沌系统的同步控制方法;通过构造适当的控制函数,得到了两个关于响应系统与驱动系统同步的充分条件.数值模拟结果表明：该控制方案可行,同步速度快.     

基于迭代学习的掩模台与工件台同步控制

针对光刻机掩模台与工件台在曝光扫描过程中必须保持运动同步的问题,提出了一种迭代学习同步控制方法.为提高系统的动态跟踪精度和带宽,采用以直线电机和音圈电机为执行器的宏微控制结构,建立了掩模台的动力学模型.提出的主从同步控制结构以工件台为主动系统、掩模台为从动系统,在常规反馈控制的基础上加入了同步控制器.根据迭代学习控制方法设计了二阶同步学习律,并证明了该学习律的收敛性.仿真结果表明同步学习算法可以明显地减小同步偏差,同步偏差的峰值和移动标准差随迭代次数的增加而不断减小,在50次迭代后分别减小了45.12％和36.84％.     

基于偏差耦合的大功率全电动折弯机同步控制

为实现大功率全电动折弯机对金属板材的多轴同步折弯,结合前馈控制与模糊控制,提出一种基于偏差耦合的多电机同步控制算法.该算法根据各轴电机运动位置之间的偏差进行同步调节,并采用等效速度、加速度前馈提高单电机快速性能,使多电机运行同步性能得到很大程度的提高,可满足金属板材折弯加工的精度要求.文中通过对具体的折弯机行走机构进行...     

矩形盾构管片拼装机同步控制系统的设计

针对矩形盾构管片拼装机拼装拱顶块和拱底块时需要同步控制两台机械手的问题,设计了基于CAN(Controller Area Network)总线的同步控制系统并采用同步PID(Proportion Integral Derivative)算法实现对同步误差的控制.对同步控制系统的工作原理以及系统的网络架构做了分析.建立了矩形盾构管片拼装机两台机械手沿径向的立柱同步升降和沿轴向的同步拼装头移动同步控制系统的仿真模型,并对这两个动作的同步PID控制性能进行仿真分析.通过矩形盾构管片同步立柱升降和同步拼装头移动的实验对同步控制性能进行验证,结果表明,同步PID算法可减小同步误差并将立柱升降同步误差控制在±3 mm之间,拼装头移动同步误差控制在不超过±1 mm,显示了同步PID控制在矩形盾构管片拼装过程中的有效性与可实现性.     

多块舞台升降台的计算机控制系统

本文论述了关于在我国采用TP-801单板机对多块舞台升降台的升降形式及组合方式进行控制的方案,给出了部分硬件电路及软件的结构设计。     

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。     

Lorenz系统与Rossler系统在限定时间内的滑模同步控制

针对含有外界干扰项的两个混沌系统之间的异结构滑模同步控制问题进行研究.基于Lyapunov稳定性理论和滑模控制理论,构造了一个具有较强鲁棒性的滑模面,设计了滑模控制律和参数自适应律,并证明了同步误差沿着新的滑模面比传统滑模面具有更快的收敛速度,实现了Lorenz系统和Rossler系统在限定时间内的滑模同步控制.最后选取适当参数,通过数值仿真验证了结论的正确性和有效性.     

多混沌系统自适应组合函数投影同步

将组合同步和函数投影同步相结合,研究了由3个混沌驱动系统和2个混沌响应系统组成的驱动—响应系统的组合函数投影同步问题.首先给出组合函数投影同步的定义,将驱动—响应系统的同步问题转化为误差系统零解的稳定性问题;然后基于Lyapunov稳定性理论和自适应控制方法,设计了非线性反馈同步控制器及参数自适应律,使得混沌驱动—响应系统按照相应的函数尺度因子矩阵实现同步;最后以Lorenz混沌系统、Chen混沌系统、Lü混沌系统作为驱动系统,以Tesi混沌系统、R?ssler混沌系统作为响应系统,通过数值仿真验证了该同步控制方案的有效性.     

基于Lyapunov直接法实现SQCF混沌系统同步控制

选择正定的Lyapunov函数,基于Lyapunov函数直接法求出混沌同步的控制器,把该思想用于实现SQCF混沌系统的自同步以及异结构同步.理论分析和仿真结果表明,利用该方法可以实现混沌系统的同步控制.     

多电机同步控制方式的研究

本文针对多电机同步控制问题,研究了多电机同步控制系统,通过对系统中常用的各种多电机同步控制方式的分析和比较,选择了主从同步控制方式和偏差耦合同步控制方式;结合综合指标优的无刷直流电机作为执行电机。在建立无刷直流电机数学模型的基础上,对双电机主从控制和偏差耦合控制分别进行了数学建模,并用MATLAB对其进行仿真,仿真结果验证了采用偏差耦合控制具有更好的跟随性能。