比例方向阀控缸响应速度影响因素实验研究

PID控制器是常用的伺服系统控制器,以其作控制器的比例方向阀控缸位置伺系统响应速度的影响因素较多,参数的选择对系统性能影响很大.为此,实验分析影响气动位置伺服PID控制器响应速度的因素,找出各影响因素参数的较好值,在此基础上用PID控制器对位置伺服进行控制.实验表明,通过正确选用参数,PID可实现快速准确响应.     

比例方向阀控缸响应速度影响因素实验研究

PID控制器是常用的伺服系统控制器，以其作控制器的比例方向阀控缸位置伺系统响应速度的影响因素较多，参数的选择对系统性能影响很大。为此，实验分析影响气动位置伺服PID控制器响应速度的因素，找出各影响因素参数的较好值，在此基础上用PID控制器对位置伺服进行控制。实验表明，通过正确选用参数，PID可实现快速准确响应。     

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．     

磁悬浮系统的电流控制方法

为了提高磁悬浮系统的响应速度与响应精度,综合时间最优控制、变结构控制及系统辨识理论,设计了三步电流控制法,即采用时间最优控制来获得电流最快速响应.根据跟踪误差,采用变结构控制来精确地跟踪理想电流,最后在线辨识得到线圈参数并计算出维持理想电流的最终控制电压.同时,推导了电流响应速度与控制系统硬件的约束关系.磁悬浮小球电流跟踪、阶跃响应以及幅频特性的实验表明,该算法能使系统在最短时间内精确地响应输入电流,不仅增加了系统带宽,改善了系统性能,而且还可以应用到其他电流控制场合.     

基于粒子群优化的升降机驱动装置控制策略

针对由于施工升降机驱动装置存在非线性因素,导致吊笼驱动装置运动精度低和响应慢的问题,提出了一种基于粒子群优化的比例、积分和微分(proportional integral derivative, PID)控制策略。首先,建立异步电机的矢量变频控制模型,基于MATLAB/Simulink通过偏差耦合控制策略实现三电机同步控制模型搭建,并设计了粒子群PID控制器以及模糊PID控制器;然后在ADAMS软件中建立驱动装置的虚拟样机,通过ADAMS的Controls接口模块与MATLAB实现机电联合仿真;最后根据施工升降机实际运行工况进行联合仿真验证并分析控制策略可行性。研究结果表明：粒子群PID控制器提升了吊笼位置控制精度与响应速度,粒子群优化PID系统响应时间相较于PID控制系统提升38%,相比模糊PID提升6%,系统稳态误差分别提升62%、98%,满足实际运行需求。     

反演单神经元PID复合控制在伺服系统中的应用

针对火箭炮位置控制中存在的转动惯量和负载力矩变化大、冲击力矩强等特点,提出了一种反演单神经元比例-积分-微分(PID)复合控制方法。单神经元PID控制可对传统PID控制器的比例、积分、微分系数进行在线调整,实现了系统的自适应控制。反演算法可使较大的系统误差快速收敛到设定值以内,提高了系统的自适应能力。仿真及实验结果表明,该文复合控制方法具有更好的稳定性和动态跟踪精度。     

模糊积分控制在位置随动系统中的应用

位置随动系统要求具有较快的动态响应速度和较低的稳态误差.在模糊控制位置随动系统的基础上,引入积分控制方法,实现了位置随动系统的模糊积分控制.在系统的动态过程中,利用模糊控制的快速响应能力保证位置随动系统具有较快的动态响应速度;系统进入稳态以后引入积分控制,提高位置随动系统的稳态精度.将模糊积分控制方法应用于KSD-1型位置随动系统,实验结果表明该方法具有稳态精度高、响应速度快、超调量小的特点.     

多模式驱动的机器人关节控制器设计及实验

建立了基于直流电机的系统模型,提出了基于PID的闭环反馈控制策略和基于时间或电流的切换控制方法.然后,借助Matlab/Simulink软件分别进行了位置控制、力矩控制及二者切换的仿真,并进行了关节驱动控制系统的软硬件设计.最后,通过实验对所提方法进行了验证与分析.仿真和实验结果表明:所设计的关节控制器,能够实现位置控制、力矩控制功能.在位置控制模式下,影响其响应速度的因素主要是驱动系统硬件.在力矩控制模式下,影响其响应速度的因素主要是PID参数,且当PID参数Kp,Ki,Kd分别为0.2,0.325,3.0时,系统具有较好的响应特性.位置控制与力矩控制2种模式间可基于时间和电流进行稳定的切换.该关节控制器能够应用于机器人关节驱动系统,实现关节的驱动与灵活的控制.     

电动缸伺服系统中误差平方根控制

针对电动缸带来的速比非线性导致系统快速性和精度之间难以匹配的问题,建立了火炮身管的运动学模型和动力学模型,提出了一种变系数误差平方根和带前馈的比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)分段控制策略,利用火炮身管的运动学模型和根据动力学模型拟合的加速度计算误差平方根控制系数,应用于系统的位置控制器设计.利用实际负载进行了台架实验研究,并与传统的误差平方根和带前馈的PID分段控制策略进行了对比.台架实验结果表明:该种变系数误差平方根和带前馈的PID分段控制策略可以明显减小火炮俯仰伺服系统的大调转时间和超调量,且不影响等速和正弦跟踪精度,具有一定的工程应用价值.     

磁共振成像系统中梯度放大器前级电源的非线性控制

为了实现磁共振成像系统中梯度放大器前级电源对负载电流阶跃的高速响应,提出了一种单电压环非线性PID控制器,该控制器的控制参数是基于误差变化的指数函数。为了进一步提高性能,在此非线性PID控制器的基础上,增加了一个电流内环比例控制器。在一台120V/30A的前级电源样机上进行了实验验证,将这2种控制策略对负载电流阶跃时输出电压动态响应结果与系统的动态物理极限进行了对比。实验结果表明:所设计的电压电流双闭环非线性控制器比单电压环非线性PID控制器有更好的动态响应性能,更接近系统的动态物理极限。     

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.     

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,...     

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.     

基于补偿模糊神经网络的BLDCM伺服控制

为了实现无刷直流电机(BLDCM)位置伺服系统的高精度位置跟踪控制,针对系统多变量、非线性、强耦合、时变的特点,提出了一种基于补偿模糊神经网络控制器(CFNNC)的设计方法.该控制器将补偿模糊逻辑和神经网络相结合,引入了模糊神经元,使网络既能适当调整输入、输出模糊隶属函数,又能借助于补偿逻辑算法动态地优化模糊推理,大大提高了网络的容错性、稳定性和训练速度.仿真和在DSP控制系统上的实验结果表明,采用补偿模糊神经网络控制器,系统响应快、精度高、鲁棒性强,动态特性明显优于传统PID控制.     

一种新型的高频响导弹气动舵机的动力机构特征分析

首次提出了一种气体开关式气液联控伺服系统 ,描述了此类系统的基本结构和工作原理 ,给出了相应动力机构的数学模型 ,在典型参数下进行了仿真计算 ,并详细分析了此类动力机构的静、动态特性。提出了用气体开关式气液联控伺服系统可以实现常规气压伺服控制系统难以实现的高频响、高精度、高刚度的结论 ,从而为高性能导弹气动舵机的控制寻求出一条新的途径     

机床控制中的双模参数自调整模糊控制器

为提高超精密机床的加工精度,设计了一种双模参数自调整模糊控制器,其能根据误差和误差变化的大小实现两种模糊控制规则的自动切换和参数的自调整.针对所给定的超精密机床交流伺服系统,将该模糊控制器和PID控制器控制性能进行了仿真分析,仿真实验中模糊控制器的动态跟随性能和定位精度都明显优于PID控制器.结果表明,该模糊控制器能很好地适应交流伺服系统的非线性特点,其性能优于PID控制器.     

提高齿隙非线性系统精度的应用研究

针对一类含输出齿隙非线性的伺服控制系统,提出了2种克服齿隙影响系统跟踪精度的方法。对大型雷达天线伺服系统,采用了电消齿隙、差速负反馈的多电机联动新方法,并已应用于某天线伺服系统,获得了很高的跟踪精度。针对单电机驱动的含齿隙伺服系统,提出了一种智能比例、积分和微分（PID）控制器及基于规则的补偿控制策略。实际系统调试结果表明,该方法有效地提高了系统的定位和跟踪精度。     

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。     

Modeling and fuzzy adaptive proportion-integration-differentiation control of X-Y position servo system actuated by oscillating pneumatic cylinder

<正> The servo system actuated by oscillating pneumatic cylinder for X-Y plate is a multi-variable nonlinearcontrol system.Its mathematical model is established,and nonlinear factors are analyzed.Due to the existenceof deadlock zone and the small damp of the pneumatic oscillating cylinder,it is likely to result inovershoot,and there is also certain steady-state error,so online modifying of proportion-integration-differentiation(PID) parameters is needed so as to achieve better control performance.Meanwhile considering thestability demand for long-term run,a fuzzy adaptive PID controller is designed.The result of hardware-inloop(HIL) test and real-time control experiment shows that the adaptive PID controller has desirable selfadaptabilityand robustness to external disturbance and to change of system parameters,and its control performanceis better than that of traditional PID controllers.