抛光力实时控制策略研究

针对传统抛光过程中的力位耦合问题,构建力位解耦的抛光力气动伺服控制系统.利用数据采集卡和Matlab/simulink的实时工具箱RTW,分别采用传统PID控制、前馈PID控制和单神经元PID控制三种控制策略,研究抛光力气动伺服系统实时控制效果.采用在线最小递归二乘法对前馈PID控制策略的参数实现精确辨识.采用有监督的Hebb学习规则调整单神经元PID加权系数.抛光力实时控制实验结果表明,前馈PID控制和单神经元PID控制与传统PID控制相比,能达到更好的控制效果.前馈PID控制达到稳定力输出所需时间短,单神经元PID控制达到力稳定的过程中振荡很小.     

平面并联机构的鲁棒轨迹跟踪控制

为提高并联机构运动精度,以2自由度平面并联机构为模型,研究了提高并联机构轨迹跟踪精度的方法.在机构运动学分析的基础上,应用Lagrange乘子法建立并联机构的动力学模型.利用非线性系统的线性反馈理论,考虑动力学建模的模型误差和外界干扰等不确定因素,提出了一种鲁棒轨迹跟踪控制策略.该控制方法能够保证系统稳定,同时对外界干扰具有抑制作用.仿真表明,鲁棒轨迹跟踪控制可以显著减小跟踪误差,加快误差收敛速度.这种控制策略同样适用于其他类型的并联机构.     

基于随机Wiener过程的火炮身管剩余寿命预测

身管是火炮武器的重要部分,其性能状态决定了火炮的使用寿命.将随机Wiener过程应用于火炮身管的剩余寿命预测,通过极大似然法估计模型参数,并利用Bayesian方法对参数进行更新,提高参数的估计精度.以某型火炮为应用对象进行寿命预测,得到了不同射弹发数条件下剩余寿命的概率密度函数和可靠度函数曲线,且预测精度随着射弹发数的增加逐渐提高.应用实例表明了方法的可行性,对火炮身管寿命预测具有一定的参考价值.     

测量机滚珠丝杠Z轴伺服系统的动力学建模及补偿

在对θFXZ型测量机Z轴伺服系统的机械结构和控制系统进行分析的基础上,建立了伺服系统的动力学模型.根据受力分析,对系统的干扰力进行建模.利用对PID参数的自适应调节和干扰力的前馈补偿,实现对系统的误差补偿.实验结果表明,补偿后的跟踪误差约为补偿前的1/4,系统静差也由原来的2μm减小到0.4μm以内.该伺服系统的动力学...     

基于灰色线性回归组合模型的火炮身管寿命预测

为了准确预测出火炮身管寿命终止时的最大射弹数,提高火炮的实用性能,该文对火炮身管内径磨损量的数学模型进行了研究.该文提出采用灰色系统理论分析的方法,将灰色模型与线性回归模型相融合,建立了灰色线性回归组合模型,得到了身管内径磨损量与射弹数的数学关系式.将该新模型与传统的灰色模型分别应用于某型火炮的身管寿命预测,通过数据对比表明了该灰色线性回归组合模型方法的有效性,使预测精度得到了提高.     

一种新型并联动力头的前馈控制策略与实验

为满足高速并联动力头在高速加工时的动态控制精度要求,研究了基于Turbo PMAC运动控制器的动力学控制方法,提出一种基本伺服算法与动力学前馈补偿相结合的控制策略.通过二次插补获得粗插补信息,再根据虚功原理建立力矩补偿模型.利用Turbo PMAC的力矩偏置设置功能,将补偿力矩按照粗插补周期发送给基本伺服系统,进而减少偏差反馈所需的控制能量.在新型三坐标并联动力头上进行了不同工况的实验,证明该控制策略易于实现,通用性强,可大幅减少高速运动下的跟随误差和力矩波动,明显改善系统的动态特性,提高运动精度.     

连续工况下基于PID+LQR算法的自动驾驶车辆横纵向耦合控制

为提高自动驾驶车辆的路径跟踪精度,针对自动驾驶车辆横纵向耦合控制问题,提出了带有前馈控制的PID+LQR联合控制策略。首先,利用二自由度车辆动力学构建路径跟踪误差数学模型,制定横纵向控制流程。随后,设计了用于横向控制的LQR控制器和用于纵向控制的PID控制器,将横纵向控制器进行整合,使得车辆在接收到决策规划系统给出的期望指令后可以进行跟踪行驶。借助CarSim和MATLAB/Simulink联合仿真平台,在连续工况下对该控制策略进行测试。结果表明,提出的横纵向耦合运动控制策略可以控制车辆沿着规划的轨迹行驶,且可将跟踪误差控制在较小的范围内。     

灰色预测在FAST液压促动器中的应用

为了满足500,m口径球面射电望远镜(FAST)工程主动反射面索网节点位置和速度控制的要求,对FAST用液压促动器进行了研究,将灰色预测模型应用到传统PID控制中,提出一种新型的步长调整机制,在简化了以往调整机制复杂性、不确定性和耗时性的同时,很好地解决了传统PID控制策略下难以获得理想跟踪精度的问题.通过与传统PID控制策略进行仿真和实验对比,结果表明,变步长灰色预测PID控制策略提高了促动器的速度跟踪精度和位置跟踪精度,速度跟踪误差由0.100,mm/s减小到0.048,mm/s,位置跟踪误差由1.5,mm减小到0.2,mm,可满足FAST工程主动反射面索网节点位置控制精度和响应速度的要求.     

榴弹破片对主战坦克火炮身管损伤评估研究

为进行装备部件级易损性分析与评估,以实现战时装备精确保障仿真,进行了榴弹破片对主战坦克损伤评估模型与评估仿真方法研究. 根据榴弹对主战坦克损伤模式与损伤特点分析,以主战坦克火炮身管为研究对象,利用解析法建立了火炮身管与榴弹破片的交会计算模型,并编程进行了交会数据计算,得到了榴弹在不同位置、不同方位初始条件下爆炸时,火炮身管与榴弹破片的交会规律. 依据交会数据和战损评估模型,对主战坦克火炮身管的损伤评估进行了实例分析. 研究结果为主战坦克部件级战场损伤评估提供了方法,将为战场修复与精确维修保障提供基础.     

自动炮支架作用原理分析

针对在小口径自动炮上使用的支架，将火炮身管和支架简化为空间多段有限元弹性梁单元，引入形函数矩阵描述梁单元的挠度，采用拉格朗日方程建立了考虑支架与身管耦合的有限元动力学模型。在有限元模型的基础上建立了数值计算程序并利用该模型分析和讨论了支架的作用原理，分析结果表明采用设计合适的支架将有助于提高小口径自动炮的射击精度。     

永磁同步伺服电机的变结构与前馈复合控制

为提高永磁同步伺服电机控制系统的性能,文章阐述了永磁同步电机伺服系统架构并给出了永磁同步电机的数学模型。在此基础上,对传统的三环伺服位置控制进行了分析,给出了各控制环参数的设计准则,并总结了传统伺服控制策略下的特点。随后,针对传统伺服控制系统定位精度低、响应慢的缺陷,在分析研究变结构控制和前馈控制特点的基础上,将其与传统控制相结合,提出了三者控制方式结合的复合控制策略,并对其进行了相应地理论分析。最后,建立了相应的系统仿真控制模型,并进行了测试。结果表明：变结构控制和前馈控制独立作用时均可缩短系统响应时间,而前馈控制还可提高系统的定位精度;同时复合控制结合了两者的优点,既提高了系统位置响应速度又改善了位置跟踪精度。     

模糊控制在坦克炮控伺服系统中的应用

针对坦克炮控这一包含非线性和不确定性的复杂系统。提出了应用模糊控制方法设计的由电流环和速度环构成的双闭环控制系统，其中电流环采用常规的PI调节器设计，速度环采用模糊自适应的PID控制器设计。仿真结果表明，该方法与常规的控制方法相比，具有良好的静、动态特性，从而证明了该设计方法的正确性和合理性。     

免疫单神经元PID控制在永磁交流伺服系统中的应用

针对传统PID调节不易在线实时调整参数,难以有效控制复杂和时变系统的不足,以及单神经元PID控制不能实时调整增益、响应慢的缺点,介绍了一种通过免疫反馈机理实现增益自调整的单神经元自适应PID,并将其应用于永磁交流伺服系统.系统转速环控制器采用基于单神经元的自适应PID控制算法,实现PID参数的在线实时调整.在单神经元中引入免疫反馈机理,实现增益自调整,提高其响应速度.仿真和实验结果表明,该算法可以在一定程度上增强系统的抗扰动能力,改善系统的速度控制效果,使转速的超调更小、振荡减弱、响应速度加快、稳态误差减小,提高了系统的动态和稳态性能.     

连续型模糊PID复合控制器在直流位置伺服系统中的应用

为了实现直流位置伺服系统的高速和高精度位置控制,针对实际伺服系统中存在的非线性、强耦合等各种不确定因素,提出了一种连续型模糊控制算法,以抑制各种非线性因素对被控对象的影响,同时引入传统的PID控制器,进一步改善了系统的稳态性能.通过实际运用表明,该连续型模糊PID复合控制器可以明显地提高直流位置伺服系统的动态性能和稳态精度,同时系统具有较强的适应性和鲁棒性.     

基于灰色理论PID控制的伺服转台研究

针对伺服转台系统带有未建模特性的实际情况，以及传统PID控制无法满足高精度伺服转台的指标，利用灰色理论对未知信息数据的处理能力，对不确定量建立了灰色模型，实时补偿系统的未建模特性和干扰信号，提高控制精度．仿真显示应用灰色理论PID控制的伺服转台系统，控制精度明显改善，同时适应了工程控制的实际需要．     

永磁同步电机神经元积分分离PID控制的建模与仿真

针对永磁同步电机(PMSM)速度伺服控制系统需要具有较快的跟随给定和较强的抗干扰能力的特点,对PMSM采用一种基于神经元的积分分离PID控制策略,以解决PMSM快速的跟踪性能和抗负载扰动性能之间的矛盾.在MATLAB环境下建立该速度伺服系统的仿真模型并进行仿真研究.仿真结果表明,所采用的控制策略是可行的,与常规的PI控制相比,该控制策略在保证PMSM伺服控制系统快速跟踪的同时,系统的抗负载扰动能力得以提高.     

基于模糊PID的焊枪伺服控制系统研究

针对钛及稀有金属真空等离子焊接生产特点和焊接工艺对焊枪位置与速度的高精度要求,提出了基于模糊PID控制策略的焊枪伺服控制系统.该系统由上位计算机、下位PLC、交流伺服控制器、弧压传感器和图像传感器构成,采用模糊PID的控制策略实现对焊枪位置和速度全过程优化控制.系统运行结果表明,采用模糊PID控制算法能够改善焊缝质量,...     

CNC机床伺服系统模糊控制研究

在模糊参数自适应PID控制的基础上,提出了具体算法,在MK6340/3五坐标数控群钻磨床上的大量试验表明,该方法可用于高速、高精度、实时性强的数字伺服系统。     

Simulation and experimental research of digital valve control servo system based on CMAC-PID control method

Digital valve control servo system is studied in this paper.In order to solve the system problems of poor control precision and slow response time, a CMAC-PID( cerebellar model articulation control-ler-PID) compound control method is proposed.This compound controller consists of two compo-nents:one is a traditional PID for the feedback control to guarantee stability of the system;the other is the CMAC control algorithm to form a feed-forward control for achieving high control precision and short response time of the controlled plant.Then the CMAC-PID compound control method is used in the digital valve control servo system to improve its control performance.Through simulation and ex-periment, the proposed CMAC-PID compound control method is superior to the traditional PID con-trol for enhancing stability and robustness, and thus this compound control can be used as a new control strategy for the digital valve control servo system.     

伺服系统低速特性的自适应控制

低速特性是伺服系统的一个重要指标,而其影响因素很多,摩擦力矩则是其中的一个主要因素。为消除这种不利影响,建立了考虑摩擦因素的伺服控制系统模型;在此基础上,设计了库伦摩擦自适应控制器,并进行了仿真分析,同时与传统PID控制做了比较。结果表明,模型参考自适应控制大大提高了伺服系统的低速精度,为消除其他非线性因素给伺服系统造成的不利影响提供了理论和试验依据。