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＝ ０．６ Ｈｚ 的正弦波时,其幅频误差和相频误差分别为０．３６ ％ 和３．５９４ ９°,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．     

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．     

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。     

基于零相差PID控制器的深度模拟器仿真

以海洋深度模拟器液压系统为研究对象,结合液压伺服控制理论,分析了系统结构,建立了其数学模型．为满足海洋深度模拟器具有动态响应快、跟踪精度高等要求,设计了零相差PID控制器,PID控制器用于提高系统的快速响应性,零相差跟踪控制器用于减小系统在高频响时的相位差,提高系统的控制性能．基于Matlab仿真环境,分析了海洋深度模拟器的频率响应特性,并采用不同频率的指令信号对系统进行了仿真分析．结果表明：零相差跟踪控制器可有效减小系统的响应误差,提高系统在高频响时的动态跟踪精度．     

基于CD/DVD光头的多层光存储系统

基于双光子吸收三维光存储技术和现有CD／DVD的高精度聚焦、循道伺服控制技术,搭建了一套与CD／DVD相兼容的信息存储系统．该系统通过DA输出选层信号控制音圈电机,实现多层读写．详细介绍了系统的工作原理．系统分为伺服和读写两个模块,伺服模块在跟踪光盘转动误差过程中提取光头的聚焦、循道伺服信号,同时为读写模块光头提供聚焦、循道激励信号．对双光头同步误差进行了测试,测试结果表明双光头激励信号具有一定的同步误差,基本符合系统正常运行时双光头同步误差的要求．     

交流伺服系统永磁同步电机电流及位置二级状态观测器设计

为了提高交流伺服控制系统的反馈精度,并消除反馈信号的滞后问题,针对永磁同步电机电压控制模型及其运动学控制模型进行深入分析,并在此基础上对控制系统反馈环节的工作时序进行分析,得到了电流及位置反馈环节的滞后周期数,提出电流及位置一级状态观测器。通过当前控制周期反馈位置及电流值,对下一个控制周期的电流及反馈位置值进行精确估计,并将一级状态观测器的观测输出值作为二级状态观测器的输入,进一步抑制电流及位置反馈信号的高频振荡及时滞。结果表明:二级电流及位置状态观测器对反馈信号的高频噪声起到明显的抑制作用,并对反馈值进行了准确的预计观测;二级位置观测误差小于0.005rad,并消除了反馈中夹杂的高频噪声。将该方法应用于交流伺服控制系统中,进行高速高响应定位控制,响应频率达到200Hz,加速度达到62 831rad/s2,此时系统相电流稳定,定位精度达到1.5°,从而实现了电流及位置的精确观测。     

阀控非对称缸系统神经网络多逆模型切换控制研究

为提高存在负叠合量的阀控非对称缸系统的控制性能,提出基于神经网络的逆系统控制方法,利用神经网络逼近的逆模型与原系统复合,将复杂非线性系统转变为线性系统进行控制,建立了阀控非对称缸系统的数学模型,系统在(x_0,u)的邻域内存在相对阶,证明了系统的可逆性;采用基于遗传算法改进的BP神经网络(GA-BP)求解逆模型,并针对伺服阀存在负叠合量,以及流态存在层流和紊流两种状态的问题,建立系统的多个逆模型集,提高了逆系统的求解精度。利用AMESIM和Simulink联合仿真平台,基于参考速度切换的原则,对系统采用比例-积分-微分(PID)闭环控制器。结果表明:普通PID控制的液压缸伸出运动响应和缩回运动响应不一致,伸出运动存在0.20 mm的稳态误差,误差波动范围为0.06 mm,而缩回运动稳态误差较小,约为0.02 mm,但误差波动较大,约为0.09 mm;多逆系统复合控制的伸出缩回运动响应较一致,伸出和缩回运动均存在0.02 mm的稳态误差,误差波动范围为0.04 mm,验证了多逆模型切换控制方法可以消除阀控非对称缸系统的非对称性,降低波动负载干扰影响,提高系统的响应精度。     

基于自适应模糊PID的径向柱塞变量泵电液伺服控制

针对电液伺服控制径向柱塞变量泵变量机构,设计了自适应模糊PID控制器,并通过计算机仿真,再现了系统跟踪阶跃信号的系统响应,仿真结果表明,基于自适应模糊PID控制器的电液伺服控制径向柱塞变量泵具有良好的动态性能。     

带前馈的模糊积分控制器在伺服系统中的应用

以数控机床的伺服控制系统为对象，提出了带前馈的参数自整定模糊积分控制模式，在设计伺服控制器时将积分引入模糊控制器，以减小控制死区，提高稳态性能；同时引入前馈，以进一步提高响应的快速性和减小动态响应的误差。仿真结果表明了该方法在斜坡响应中无超调，稳态精度高。     

液压混动系统泵排量控制研究

针对闭式液压回路中变量泵排量控制方法精度较低的问题展开研究,基于泵控系统中伺服阀的脉宽调制(PWM)控制,推导出占空比信号与变量泵排量的线性关系,在AMESim软件平台上搭建了泵控系统仿真模型,并基于试验测试数据对模型进行校核,基于泵控系统模型提出了PID反馈控制、前馈+反馈控制和三步法控制的泵排量控制方法,并进行测试对比分析.仿真结果表明,三步法控制在动态响应及快速稳定方面优于PID反馈控制,相比于前馈+反馈控制,采用三步法控制的泵排量动态响应误差减少了35.5%.     

交流伺服系统脉冲序列位置控制研究

提出了一种针对全数字式交流伺服电机离散控制工作状态下的建模与仿真方法.深入分析了全数字式交流伺服系统的位置脉冲控制工作模式及其表达方式,给出了速度PI控制条件下的全数字式交流伺服电机系统传递函数和系统滞留脉冲传递函数.比较全数字式交流伺服系统对不同周期、不同形状的脉冲控制序列波形响应发现,交流伺服驱动器滞留脉冲造成的速度误差主要与输入脉冲信号的加速度成正比,当速度曲线出现拐点时(加速度突变),速度误差则出现突变,突变的幅度与离散计算的重加速度成正比.这说明如果在运动控制中,必须采用加速度连续变化的加减速控制,才能避免滞留脉冲较大的突变,达到较高的运动控制精度.研究表明,无论速度输入是哪种形式,由模型计算的速度误差与实际测量结果相吻合,证明了提出方法的正确性和实用价值.     

云台精密转动控制的研究

针对云台高速、精度等发展特性,本文对云台的伺服系统进行了研究,为了提高系统位置定位的动态性能,提出对三环伺服控制系统加入速度的前馈控制这一方案。首先对无刷直流电机的数学模型进行建立,根据各个控制环路的等效进而建立系统的三环控制系统,并以此来确定加入速度前馈控制的复合控制系统。对两种控制模型进行simulink仿真,输入相同的激励信号后分别对系统的阶跃、斜坡、加速度的信号响应进行对比。对比结果表明,加入速度前馈控制后,不仅可以有效的提高云台控制系统的动态响应,而且同时不会影响到其稳定性。     

模型跟随自适应控制在电液伺服板簧试验机中的应用

通过对电液伺服板簧试验机系统进行理论分析和试验研究,采用新的模型跟随自适应控制方法,有效地解决了电液伺服板簧试验机中波形严重失真,难以使用和试验加载频带低的问题,使加载频带从０．１￣３Ｈｚ提高到０￣２０Ｈｚ。     

基于DSP的全数字直流位置伺服控制系统

提出一种基于数字信号处理器（ＤＳＰ）的全数字直流位置伺服控制系统。充分利用ＤＳＰ周边接口丰富、运算速度快的特点,采用神经元自适应控制策略对系统进行控制。实验结果表明,该系统对于对象参数大范围变化具有很强的鲁棒性和自适应能力, 系统的动、静态性能良好, 定位误差小于０．３°     

从实验数据分析气动位置伺服PID控制器

文章从一组PID气动位置伺服控制实验数据入手,分析了比例方向阀控缸位置伺服系统位置响应的摩擦力、响应速度、响应精度和PID控制器各参数对系统响应速度及响应精度的影响。结果表明:实验系统可根据传感器精度和期望精度确定系统控制精度,根据两腔压力选取合适的置中电压以使系统获得高的稳定性;通过设置最大输出电压、比例系数和微分系数等以获得较快的响应速度,从而使系统获得较好的稳态和瞬态性能。     

一种新型三自由度液压伺服关节的动力学模型

建立了一种新型三自由度液压伺服关节的动力学空间模型,提出了一种自适应控制补偿方法,该方法能够消除死区造成的位置跟踪误差．利用Madab对该动力学模型进行了仿真试验研究,仿真试验结果表明,死区对位置跟踪误差有直接影响,该关节的动力学系统是稳定的,采用自适应控制补偿方法,可以使位置跟踪精度误差小于0．1％,且系统输出无超调．同时,系统对负载变化不敏感,具有较强的鲁棒性．     

模型参考控制在两级驱动伺服系统中的应用

基于计算机硬盘的两级驱动伺服系统，采用模型参考控制改善VCM伺服环的输出，并将其回馈给MA伺服环作为输入，利用MA高频宽、响应快等优点，调节VCM输出及位置误差信号，获得较为理想的复合输出结果。实验仿真结果验证了本文控制算法的有效性。     

具有线性位置解的3-CRU并联机器人轨迹跟踪

针对现有单一的线性伺服控制时机器人运动平台的跟踪轨迹精度较差的问题,基于前馈力矩补偿和滑模变结构控制相结合的控制策略,对具有线性位置解的3-CRU并联机器人的轨迹跟踪进行了相关研究．采用拉格朗日方程建立了该机器人的包含建模误差和外部干扰的动力学模型并辨识了机器人的动力学参数,设计了在线性伺服控制基础上前馈力矩补偿与滑模变结构控制相结合的控制策略．通过实验对比,证明采用上述控制策略不仅提高了机器人动平台的轨迹跟踪精度,而且增强了机器人系统的鲁棒性．同时,线性的位置正解方程这一特性使得机器人驱动滑块的位置误差传递到运动平台上不会呈指数型累积增长,从结构上保证了机器人运动平台的轨迹精度．     

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。     

基于最小方差控制的闭环辨识信号设计

讨论了系统辨识实验信号的设计方法．从实际控制器和理想控制器间误差的角度出发，评价系统性能指标为系统在实际和在理想控制器控制下输出误差的平方均值最小．当输入信号或输出信号能量有限时，分别推导出辨识输入信号功率谱密度．当控制策略为最小方差控制时，给出信号功率谱的具体表达式．结论对在最小方差控制下的闭环辨识信号设计有指导作用．