基于遗传算法的PID控制器设计及仿真

分析了浮力调节装置实验系统的功能和结构,建立了数学模型.为了使控制器参数能够适应系统模型的改变,设计了基于遗传算法的自整定PID控制器,针对其液压系统中的多余压力提出了基于结构不变性原理的控制策略.对实验系统的控制模型进行仿真分析,结果表明：所设计的控制系统能够克服多余压力和模型参数时变2大控制难点,在不同的工况下能够始终保持良好的控制性能.     

负压伺服控制系统的建模与仿真

提出采用复合真空发生器构造负压伺服系统，在对其进行数学描述的基础上，进行了仿真研究，分析了系统参数对系统性能的影响，结果表明。为了获得高精度，高响应的连续可调的负压气信号，采用这种负压伺服控制系统是可行的，系统工作压力和封闭容腔大小的合理选择对实际构造的负压伺服控制系统具有至关重要的影响。     

气动人工肌肉位置控制策略

针对气动人工肌肉位置控制系统,提出了两层滑模的变结构鲁棒控制策略,控制器的推导基于李亚普诺夫稳定性理论.实验表明所设计的气动人工肌肉位置控制系统稳态控制精度可达到±0.2 mm,在负载质量和气源压力改变的情况下,稳态位置控制精度仍可达到±0.3 mm,实验结果证明了所提出方法的有效性和系统的鲁棒性.该研究为气动人工肌肉获得广泛的应用提供了理论依据.     

基于模糊 PID 控制器的电液负载模拟系统

基于传统控制理论建立双马达加载工况下的系统数学模型,分析多余力矩的产生机理和特性,并以被控对象的速度为观测量,提出基于结构不变性原理的速度前馈补偿．针对常规PID控制器无法解决系统非线性和参数时变性等问题,设计了以系统的误差和误差变化率为输入量的模糊PID控制器．仿真结果表明：速度前馈补偿克服了近97％的多余力矩;模糊PID控制器能较好地改善系统在高频段的控制性能．     

自适应渐进结构优化法的调节阀结构研究

传统渐进结构优化法的参数删除率和进化率保持固定,降低了优化过程收敛速度和结构稳定性.文中通过构造一种基于罚值选择与结构信息的参数自适应算法,使得参数随优化迭代过程进行而变化.分析典型算例结果,合适选择罚值的参数自适应渐进结构优化方法解决了传统渐进结构优化方法中参数固定且难以选择的问题,提高了优化过程中优化速度与结构稳定性.将此方法应用于调节阀设计,优化后调节阀刚度提高10%,说明参数自适应渐进结构优化方法可高效拓展至三维结构优化,并为阀门类结构设计提供参考.      

直流电磁开关阀响应频率的精确测定

本文针对数字式电液控制系统中的一个重要环节——电磁开关阀的响应频率测定,提出一种精确而简便易行的方法。该方法利用计算机进行数据采集和处理,避免了转化误差和读数误差。本文给出了测试系统的工作原理和软硬件结构方案。实验和分析表明,进行测定时合理的采样周期应为20ms左右,电磁阀的响应频率主要取决于阀的结构特性和电磁铁特性,测试结果的精度主要取决于测试系统的精度。采用高位数、转换时间短的模数转换器及计算速度快的计算机是提高测试结果精度的有效途径。     

负压伺服控制系统的建模与仿真

提出采用复合真空发生器构造负压伺服控制系统,在对其进行数学描述的基础上,进行了仿真研究,分析了系统参数对系统性能的影响．结果表明,为了获得高精度、高响应的连续可调的负压气信号,采用这种负压伺服控制系统是可行的,系统工作压力和封闭容腔大小的合理选择对实际构造的负压伺服控制系统具有至关重要的影响．     

气动人工肌肉系统控制性能的实验研究

采用变结构控制对单根气动人工肌肉系统进行了实验研究，分析了气动人工肌肉系统的控制特性。实验结果表明气动人工肌肉系统是强非线性、低刚度的控制系统。简单的变结构控制算法不能够实现单根气动人工肌肉较大范围和伸缩过程的控制要求。应根据控制需要，将变结构控制与智能控制方法相结合，以实现系统鲁棒性和高精度控制。为气动人工肌肉系统控制策略进一步的研究奠定了基础。     

基于模糊控制的负压伺服控制系统研究

针对负压伺服控制系统特点,提出采用模糊ＰＩ复合控制器补偿系统弱品质,实现了负压气信号的高精度,高响应的实时控制。实验研究表明,这种负压伺服控制系统具有良好的稳态精度和动态性能,如跟踪频率为ｆ＝０．６Ｈｚ的正弦波时,其幅频误差和相频误差分别为０．３６％和３．５９４９°,所产生的负压气信号能够满足某仿真装置的精度和响应特性的要求。     

高压气动压力控制阀中的膜片设计

针对高压气动压力控制阀中膜片的工作特点及结构形式,提出采用逐次修正法设计膜片．给出了描述膜片力学特性的数学方程,对膜片进行了力学分析,讨论了膜片厚度和硬芯直径对膜片性能的影响．