压电陶瓷的应用进展与发展趋势

概述了压电陶瓷的发展现状,详细介绍了其在压电频率控制器、压电变压器、压电换能器和压电超声马达等方面的应用情况,最后从无铅压电陶瓷、压电复合材料和纳米压电陶瓷等几个方面探讨了其发展趋势．     

压电陶瓷驱动器的滑模观测器反演控制

针对压电陶瓷驱动器中固有的迟滞非线性问题,设计基于滑模状态观测器的反演控制器对其进行输出跟踪控制。首先对压电陶瓷驱动的系统模型进行分析,将迟滞非线性部分视为有界干扰;在此基础上设计滑模状态观测器,对压电陶瓷驱动器的速度状态进行估计,整个系统仅需要测量输出位置信息。对采用滑模状态观测器的系统进行反演控制器设计,最后通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统是稳定的,系统中的所有信号是一致最终有界的。仿真结果表明了方法的有效性。     

支持动态重构的制造系统逻辑控制器设计方法

支持动态重构的制造系统可通过组元升级、组态调整形成新的生产能力和功能,针对制造系统混流生产、快速重构的特点,其逻辑控制器也必须适应这一要求.提出了一种基于可重构Petri网的制造系统逻辑控制器设计方法.首先,根据制造系统的加工控制需求建立逻辑控制器形式化模型;其次,根据系统重构方式给出网重写规则;最后,逻辑控制器根据重写规则动态重构自身结构以适应新的生产需求.制造系统的变化通过重写规则可快速、自动重构成新的系统逻辑控制器并且其行为特性是可判定的.实际应用证明了该逻辑控制器设计方法的有效性和正确性.     

柔性结构的自组织模糊主动振动控制

提出一种在线自组织模糊逻辑控制器的设计，该设计应用于含压电驱动器柔性结构的振动控制中，不需建模，可用输入／输出历史数据生成模糊规则，将生成的规则存储在模糊规则库中，通过自组织过程进行在线更新、同时对悬臂梁分别在瞬态和正弦激振下的模糊主动控制进行了仿真实验，结果表明，该控制器对上述两种激励的振动比传统模糊控制器有更明显的抑制作用。     

压电陶瓷驱动三平移并联机构的模糊控制

由于压电陶瓷在精密定位控制中存在迟滞、蠕变和非线性的问题,因此利用简单模糊控制和传统PID控制精度不高.提出利用模糊PID控制器实现对压电陶瓷驱动三平移并联机构进行控制的方法,设计了模糊PID控制器,并对该控制方案进行了仿真.仿真结果表明:该方法调节精度较高,动态响应快,无超调,有一定的可行性.     

压电电压反馈控制在异形销孔镗削中的应用

依据异形销孔加工的现状，采用压电陶瓷驱动的柔性铰链机构实现镗刀的径向微位移．根据活塞异形销孔几何特征和压电陶瓷驱动器控制精度高、刚性好和高频响特点及其具有的传感功能，提出了压电电压反馈的控制系统，并在该系统中引入重复控制和干扰通道的开环前馈控制，从而提高了系统的稳定性和跟踪精度．实验表明，加工精度可达3μm．     

Bi3TiNbO9压电陶瓷制备工艺研究

以Bi3TiNbO9和TiO2为原料,采用固相法合成Bi3TiNbO9（BTN）压电陶瓷．用X线衍射仪和电子显微镜等对陶瓷样品进行分析．实验结果表明,采用固相法可在较低烧结温度下制备出单相的BTN陶瓷．探讨不同工艺参数对BTN压电陶瓷的压电、介电性能的影响．实验发现,较高的成型压强可以制得致密且均匀的BTN陶瓷．再结晶可以使晶粒生长均匀,且能够承受较高的极化场强．在8kV／mm场强下极化的BTN陶瓷的压电常数d33为5．6pC／N．     

压电智能结构的一类非线性控制器设计方法

根据重置微分方程理论,提出了压电智能结构的一类非线性振动控制器设计方法.通过模拟压电分流阻尼开关系统的作用效果,设计了一个满足Lyapunov稳定性的非线性控制器,建立了被控系统的动力学模型,研究了控制器的控制算法,模拟电路中电感、电阻的数值以及开关的作用仅仅作为数学表达式存在于控制器的设计中,克服了被动压电分流阻尼技术存在要求大物理电感的缺陷,同时提高了控制器的环境适应性.悬臂梁的数值仿真结果表明控制器不仅能够较好地控制被控目标模态,而且对其它模态也有一定的抑制效果.     

PWM整流系统模糊逻辑控制研究

针对三相电压源PWM整流双闭环控制系统中电压外环控制器动态响应速度快的要求,按照模糊逻辑控制器的原理,根据系统输出直流母线电压误差和电压误差变化率提出并设计一种模糊逻辑电压控制器,从而得到控制器的比例积分系数．在Matlab环境下建立了仿真模型,进行了系统带载启动、增加负载以及减小负载情况下进行了传统PID控制和基于模糊逻辑控制情况下系统输出直流电压的超调量和响应时间的对比实验．结果表明：这种控制方法在不改变系统的拓扑结构,不增加控制器的实现难度的情况下,在PWM整流系统中使用模糊逻辑控制,能改善系统的动态性能,抑制动态响应过程中的超调量,提高系统动态响应速度．     

倒立摆系统的模糊控制方法

阐述了基于二级倒立摆的两种模糊控制方法，即模糊逻辑控制方法和分层模糊控制方法．模糊逻辑控制方法是将二级倒立摆系统的6个状态变量加权变化为两个参变量，再用模糊控制器实现稳定控制．而分层模糊控制是将状态变量分解为子系统，设计下层模糊控制器对其控制，上层模糊控制器负责整个系统的协调和管理，实现稳定控制．实验结果表明：分层模糊控制较模糊逻辑控制具有更好的控制效果．     

一种新合成法则下的模糊控制器

本文给出一种优于max-min合成法则的新的模糊推理合成法则,用新法则设计的模糊控制器克服了max-min法则设计出的控制表的逻辑矛盾。还给出分别运用以上两种模糊控制器及PI调节器对直流调速系统进行控制的仿真结果,以说明本控制器的优点。     

一种基于并规则的移相全桥电路模糊控制方法

针对移相全桥电路这一强非线性系统,传统的模糊PID控制方案会有组合规则爆炸问题,影响系统实时性。本文提出了一种基于等效并规则的模糊PID控制方案,有效减少了控制规则数量,经Matlab仿真验证,基于并规则的模糊PID的稳定时间大大短于传统模糊PID控制。更适合于嵌入式系统实现。     

柴油机双层隔振系统Fuzzy-PI仿真控制

针对模糊控制器存在稳态精度欠佳问题，提出了一种应用于柴油机双层隔振系统的Fuzzy-PI控制器。它由模糊控制器和常规PI控制器并联而成。仿真研究表明，将Fuzzy—PI控制器引进柴油机双层隔振主动控制系统是有效的。     

反向响应时滞过程PID控制器设计新方法

基于常规单位反馈控制结构，研究了工业中常见的反向响应过程的特性，给出了PID控制器的解析设计新方法．通过提出期望闭环传递函数．解析地推导出PID控制器的形式，同时分析了闭环控制系统所能达到的控制性能和鲁棒稳定性．由此给出了控制器参数的调节规则．该PID控制器的突出优点是可以进行单参数整定，通过单调地调节控制器参数，实现闭环系统的标称性能和鲁棒稳定性之间的最佳折衷．仿真实例验证了该方法优于其他方法．     

基于规则自校正模糊控制器的交流伺服系统

提出了一种规则自校正模糊控制器,并将其用于交流伺服系统的控制中,设计了一种在线的模糊推是算法,使得模糊控制规则可以得到实时在线的调整。仿真结果表明基于规则自校正模糊控制器的交流伺服系统的性能较一般模糊控制交流伺服系统有了较大的改善。     

基于粒函数的模糊控制系统设计与仿真

模糊控制是基于模糊数学思想和理论建立的控制方法,在控制领域特别适用于一些无法用精确模型进行数学建模的控制系统.但对于模糊控制系统,模糊控制器的运算复杂和由于规则太多引起的规则爆炸问题始终没有很好地解决.通过引入粒函数,简化了模糊控制系统和解决了规则爆炸问题,并且将粒函数方法应用于单容水箱模糊控制系统中进行仿真.实验结果显示,粒函数方法不仅可以简化模糊控制系统的复杂性和解决规则爆炸问题,并且证明在理论和实际中粒函数器完全可以等效模糊控制器.粒函数方法适用于众多模糊控制系统中,通过示例,可以举一反三,将粒函数方法复制到其他应用场合.     

基于一种新的控制规则基础上的模糊自适应整定PID控制器的设计

提出一种参数自整定模糊自适应PID控制器。利用模糊逻辑控制实现了PID控制器参数在线自调整，进一步完善了PID控制器的性能，系统的响应速度加快，调节精度提高(调整时间拈从2秒缩短到0．33秒)，稳态性能改善，没有超调和振荡，具有较强的鲁棒性。并把MATLAB6．2中的Fuzzy Logic Toolbox和SIMULINK有机结合起来，方便的实现了该模糊自适应PID控制系统的计算机仿真，拓宽了Fuzzy Logic Toolbox和SIMULINK的应用范围。     

基于粒子群优化的船舶PID自动舵的改进

受生物免疫反馈过程的启发,利用模糊逻辑的适应性,提出一种模糊免疫PID控制策略,并以此对传统的PID型航向自动舵进行改进.用一种模糊控制器来模拟免疫系统中的反馈机理,以航行的经济性为目标,采用线性递减权值策略的全局PSO算法,对控制器进行参数优化.并对比2种采用免疫PID控制器的系统组成方案,指明适用于船舶航向控制的控制系统形式.实验仿真结果表明:该控制器能很好地根据船舶动态特性的变化,自动地进行适应性免疫调节,具有跟踪速度快、航向控制超调小以及抗扰性强等优点.     

基于ITAE自寻优模糊直接转矩控制的煤矿电机车驱动系统

针对煤矿电机车的特殊运行状况，提出了一种新颖的模糊直接转矩控制煤矿电机车驱动系统。根据ITAE性能指标，通过模糊控制器参数自寻优的方法，随着控制对象的不同工作状态而改变控制器的控制规则，达到最佳控制。理论分析和仿真结果表明，这种驱动系统具有优良的静动态特性，能够适应煤矿井下复杂的工作环境。     

基于Hebb规则的积分保持型PID神经网络多变量控制器

提出了一个积分保持型PID神经网络多变量控制器 ,网络的学习算法采用一种简单的类似Hebb规则的算法 .当将该控制器应用于多变量耦合的非线性系统的控制时 ,计算机仿真结果表明 ,网络的训练速度快 ,对权的初值的依赖性小 ,控制系统的动态和静态性能较好 .