一种力位置控制冲击问题解决方法

针对数控系统力位置控制过程中的力冲击问题,基于阻抗控制基本原理,研究了一种解决该问题的控制策略.以X-Y-Z三轴运动平台为被控对象,建立了系统数学模型以及力传感器动态数学模型.以控制Z轴与工件的恒定接触力为目标,构建了切换控制系统,并证明了闭环系统的稳定性.在Simulink中搭建了力位置双闭环阻抗控制仿真系统,结果证...     

冷带轧机液压压下系统的动特性分析

液压辊缝控制系统是冷连轧机组控制带钢厚度精对某冷轧厂四辊冷带轧机液压压下系统的研究,对工作在位置控制方式下的液压压下系统建立了数学模型,并对系统进行了时域和频域的分析,掌握了系统的实际动态特性.为以后系统的优化设计和控制系统的性能研究打下了基础.     

串联弹性驱动器的控制策略应用于工业机器人

为提高工业机器人的控制及示教水平,首先设计串联弹性驱动器关节机械臂零力控制系统和比例-积分-微分(proportion integration differentiation, PID)位置控制系统,然后搭建MATLAB仿真系统,最后采用串联弹性驱动器力跟踪实验的方法,研究了串联弹性驱动器关节机械臂零力控制系统的正确性和控制算法的可行性。结果表明:设计的机器人零力控制系统和控制策略能够提高机器人的柔顺性和控制效率。可见,基于力/位置混合的驱动控制方法,在实现机器人在到达指定位置的同时,能够提高机器人示教水平。     

板料拉深成形液压机压边力智能控制系统的实现

针对板料拉深成形液压机压边力控制系统中,传统控制方式完全依赖于系统建立精确的数学模型,无法满足控制要求,提出了将常规PID控制和模糊控制相结合的方法,设计出两输入三输出的模糊PID控制系统.通过Matlab/Simulink仿真,结果表明模糊PID控制能减小系统的超调,提高快速性,在改善系统的稳态性、动态性和鲁棒性方面发挥了较好的作用.     

基于Simulink的伺服缸新型支撑结构控制系统仿真研究

伺服液压缸是液压滚切剪机的主要执行元件,需卧式铰接安装输出曲线力。为了避免缸筒自身重力所引起的拉缸、泄漏以及输出力不足等现象,提出一种在伺服缸端底铰接一个支撑小缸的新型支撑结构以及配套控制系统。该控制系统需要精确控制小缸压力和位移,使其保证伺服缸的活塞杆全程无摩擦运行,并针对所需工况,设计了压力、位置双闭环独立PID伺服控制系统。通过对压力、位置控制系统耦合特性的分析和研究,进行解耦运算,推导出该系统的数学模型,并由李雅普诺夫第二法分析其稳定性。为了进一步验证压力、位置双闭环独立PID控制系统的合理性,运用MATLAB/Simulink分别对其进行仿真控制,最终证明了该控制系统的可行性与可靠性,实现了对支撑小缸的压力和位置的精确控制。     

基于并联六自由度电液伺服机构的力控制方法

基于并联六自由度机构的广义力数学模型,提出了基于单缸力小闭环和平台输出力大闭环的力控制方法.为了减小或消除平台运动位姿对力的影响,对各缸协同力控制及其影响因素等相关问题进行了分析,提出基于单缸位置补偿的力控制策略.建立了并联六自由度电液伺服机构单自由度力控制实验系统,并将所提出的力控制方法成功地应用于并联六自由度电液伺服机构的单自由度力控制实验.通过比较分析,总结出较为理想的并联机构力控制方法.     

气液联控柔顺力控制系统及其自适应试验研究

针对阻抗控制中力控制的难点在于不能精确知道外界环境的刚度和位置,继而导致跟踪误差的问题,采用滑模位置控制器及自适应控制方法,设计了气液联控柔顺力控制系统.在外界环境模拟系统分别做往返斜坡运动(8 mm/s),以及在0.1 Hz正弦运动下,进行了气液联控柔顺力控制的试验研究.试验结果显示,位移的最大相对误差分别为1.85%和1.1%,力跟踪的最大相对误差分别为2.5%和1.85%,表明此方法具有较好的鲁棒性,可以克服系统对于环境参数精确性的依赖.     

DCT离合器接合过程的自适应滑模控制研究

为实现湿式双离合器自动变速器(dual-clutch transmission, DCT)中离合器接合位置的快速、准确控制,文章在分析离合器位置控制系统组成及工作原理的基础上,建立其数学模型;针对该系统的非线性强、负载扰动大、参数时变等特点,设计离合器位置控制系统的自适应滑模控制器,并进行李雅普诺夫意义下的稳定性分析;在Matlab中搭建离合器位置自适应滑模控制系统仿真模型,并与边界层滑模控制仿真效果进行对比分析。仿真结果表明,采用自适应滑模算法的离合器位置控制系统具有更好的收敛速度、鲁棒性能和控制精度。     

可逆冷轧机液压压下与张力耦合控制系统的研究

针对可逆冷轧机的厚度控制问题,运用机理法分别建立了位置闭环控制系统和张力控制系统动态数学模型.利用纵向厚差方程建立液压压下与张力多变量控制系统的数学模型,运用对角矩阵法进行解耦,并采用Matlab语言仿真.     

电液伺服遥操作机器人的力觉临场感研究

该文借鉴电机驱动主从随动控制系统的研究方法，并结合液压系统的特殊性，对电液伺服遥操作主从机械人的力觉临场感进行了分析。综合了对称型双向伺服控制系统和力直接反馈型双向伺服控制系统的优点，以从端受力形成力反馈控制量的增益，位置误差和位置误差的变化率形成力反馈控制量，提出了改进对称型控制算法，即力一位置综合型双向伺服控制算法。实验结果验证了新方法的有效性。     

位置扰动型电液力控制系统多余力的抑制

在位置扰动下,电液力控制系统中液压缸被动运动引起强迫流量,导致多余力的产生。为了减少多余力对系统跟踪性能的影响,首先建立位置扰动下的电液力控制系统数学模型,分解出多余力表达式,在此基础上提出采用一个与系统中电液伺服阀主阀芯运动方向相反的补偿用电液伺服阀来消除多余力的方案,然后以一个典型的液压系统为例,借助Simulink软件进行数值仿真分析。结果表明,补偿阀能够及时、有效地排出强迫流量并大幅减少多余力,位置扰动下多余力减少量最多达93.5%,输出力跟踪幅值误差不大于2%,稳态误差不大于1.8%。     

横向磁场永磁电机数字控制系统的设计

分析了横向磁场永磁电机(TFPM)的数学模型,以TMS320LF2407作为控制器,设计了该电机的数字控制系统.采用简易霍尔位置传感器,基于转子位置预估原理,实现了TFPM的正弦电流控制,并对该控制系统进行了实验研究.     

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.     

力伺服波浪补偿器控制研究及其性能优化

力伺服波浪补偿器广泛应用于海洋工程领域,研究力伺服波浪补偿器的控制系统具有重要意义。建立了其数学模型,运用前馈复合控制方法消除作用在液压马达输出轴的外负载力矩的扰动干扰。基于消去扰动干扰的系统的数学模型,分析了系统的稳定性、能观性、能控性,运用极点配置方法对系统的控制性能进行优化,得到反馈矩阵。通过仿真验证了优化后系统的控制性能达到了优化设计目标。     

工业机器人伺服控制系统建模及仿真

基于工业机器人伺服控制系统原理,研究了永磁同步电机的位置、转速、电流三闭环伺服控制系统。首先阐述了系统的结构,分析了永磁同步电机的动态数学模型,其次研究了伺服系统矢量控制和空间矢量脉宽调制的机理,最后依据结构及原理在Matlab/Simulink中对系统进行建模和仿真。仿真结果表明,工业机器人伺服系统在转速、电流内环的辅助下,位置环具有良好的位置跟随性能,系统仿真模型为研究高性能工业机器人奠定了基础。     

喷漆机械手位置伺服控制系统的设计

介绍了喷漆机械手位置伺服控制系统的工作原理,建立了系统的数学模型,设计了PID控制器。MATLAB仿真实验显示控制系统工作稳定可靠,可满足系统的要求。     

含有负弹性刚度负载的电液控制策略探讨

针对电液位置控制系统在负载弹性刚度含有负值时系统出现不稳定现象,以及外负载力方向切换时干扰大而导致系统定位刚度差等问题,对负载弹性刚度为负值的电液位置控制系统构成及其数学模型的分析。采用二阶微分正反馈补偿的方法可以消除负载弹性刚为负值时对系统造成不利的影响。液压弹簧刚度处于最小值时,系统稳定性差、响应慢,在此情况下对系统进行建模仿真,得到的系统特性曲线表明:采用二阶微分正反馈补偿后系统稳定且拥有足够的稳定裕量,系统能够达到3 Hz以上的频宽。     

阀控非对称缸系统鲁棒反馈线性化控制

针对阀控非对称缸液压系统存在不确定性和干扰问题,提出综合滑模变结构控制与反馈线性化控制的鲁棒反馈线性化控制策略.利用反馈线性化控制提高非线性系统控制精度,利用变结构控制补偿外界干扰与系统不确定性,并采用边界层法减少滑模变结构控制可能导致系统高频抖动.针对位移信号直接微分得到的加速度信号存在高频噪声问题,提出利用改进二阶滑模算法抑制干扰的影响.通过建立统一的阀控非对称缸液压伺服系统非线性数学模型,以时变负载力扰动为例对系统的动态特性进行了研究,结果表明:鲁棒反馈线性化策略能有效抑制外界的干扰和负载力扰动对液压位置追踪精度的影响,提高了液压控制系统的精度和鲁棒性.     

可控滚转舵系统滚转控制研究

为解决电动舵机在旋转导弹上的应用,通过分析对滚转导弹的控制,电动舵机系统相对于气动舵机系统的优势及其应用限制因素,提出一类可应用于滚转导弹控制的可控滚转舵执行机构.分析了系统的工作原理,应用动力学和运动学方法,建立了基于此滚转机构的导弹的滚转控制系统的数学模型,模型中引入了弹体的滚转角速度,舵体滚转角反馈外回路和舵体滚转角速度反馈内回路.数学模型的建立为后续滚转控制器及控制系统的设计奠定了理论基础.     

基于环境参数自适应估计的液压机器人力控制

针对液压驱动四足机器人在约束空间力控制特点,提出鲁棒位置内环阻抗外环的复合控制策略,推导电液伺服作动器的数学模型,建立作动器的误差模型,基于误差模型及其不确定界进行位置内环μ控制器设计,给出环境参数的自适应估计器.在半实物仿真平台上进行力跟踪实验,实验结果表明:位置内环幅值超调和相位滞后分别小于10%和0.02s,验证了鲁棒位置内环控制器的有效性;基于自适应估计方法获得的环境参数设计的轨迹发生器及阻抗力外环的综合运用实现了系统的高精度力跟踪控制,验证了所提控制策略的有效性.