蓄能器变压力供油电液位置控制系统的复合补偿控制

在一些特殊的工程应用中,常采用蓄能器作为动力源为电液位置控制系统提供压力油。与传统的电液位置控制系统不同,当采用蓄能器供油时,蓄能器出口的油液压力会逐渐降低,而压力的变化会对系统的控制性能产生较大的影响。针对这种变压力油源的电液位置控制系统,搭建了以蓄能器为动力源的电液位置控制系统实验平台,并建立了严格数学模型。通过实验手段确定了蓄能器供油压力与排油体积的关系、以及基于LUGRE模型的精确的系统摩擦力模型,以便实现系统运动过程中的有效动态补偿。构建了一种基于PID控制器+前馈补偿器+模糊控制器联合作用的复合补偿控制器,有效地降低了系统工作过程中供油压力降低、摩擦力变化等因素对实际控制性能造成的影响。通过与传统控制方法的对比实验,验证了所提出的控制算法的有效性。

间歇激励条件下电液伺服系统的复合自适应控制

针对电液伺服系统在间歇激励条件下的高精度轨迹追踪问题提出了一种复合自适应动态面控制方法.通过引入一阶指令滤波器对控制器设计过程中的虚拟控制信号进行处理.可以避免对其进行复杂的偏微分计算.为了实现对液压系统中未知阻尼系数与未知刚度系数的估计与补偿,设计了一种复合自适律,松弛了传统自适应控制方法中严格的持续激励条件.利用Lyapunov理论对闭环系统的稳定性进行了分析,并基于MATLAB/Simulink对比仿真结果验证了所提出控制方法的有效性.

电-液混合驱动的步态模拟系统中非固定Stewart平台的逆动力学分析

针对足踝复合体在步态过程中生物力学特性的研究需求,设计一种基于非固定Stewart平台的电-液混合驱动的六自由度步态模拟系统。利用液压系统驱动Stewart平台的基座,拓展了平台在矢状面内沿步态前-后向的工作空间。对传统的基于牛顿-欧拉法(N-E法)的并联机构逆动力学建模方法进行优化,充分考虑了基座运动所引起的惯性力,完成了非固定Stewart平台的动力学建模。对典型步态模拟过程中非固定Stewart平台在足踝生物力学作用下的动力学特性进行了对比仿真,验证了所提出的建模方法的有效性。

双缸电液位置伺服同步控制系统的智能控制

针对双缸电液位置伺服同步控制系统的高精度及快速性要求,采用比例积分微分型迭代学习控制算法,设计实现了电液位置同步控制系统.在系统中采用双闭环两级控制策略,将双缸同步误差反馈补偿到输出量中,同时采用比例微分算法对数字控制量进行修正,使双缸互为跟踪对象,保证了双缸运行中的高精度同步.试验结果表明:该同步控制系统具有较高的控制精度和快速跟踪目标能力,同步控制精度达到了0.2%,为电液同步控制提供了一种新的有效思路和方法,因此具有重要的工程应用价值.

阀控非对称液压缸位置控制系统自适应鲁棒控制策略

针对一类模型中存在未知非线性函数以及未知参数的阀控非对称液压缸电液位置系统,设计了一种自适应鲁棒控制策略以提高系统的跟踪精度和鲁棒性能.通过引入动态面技术,液压系统的非线性控制器设计过程可以被极大地简化,同时,传统的反步法所固有的复杂爆炸问题可以被有效地避免.通过设计基于不连续投影方法的自适应律,系统中的未知参数可以被有效地估计并补偿到控制器中.利用Lyapunov稳定性理论对闭环系统的稳定性进行了分析,Simulink的仿真结果表明所提出的算法能够有效地提高系统的跟踪性能.

车载自动调平装置的快速调平策略及智能控制

针对车载自动调平装置快速性和高精度的要求,采用"以面调面"追逐最高支撑点的调平策略。执行机构内环采用模糊PID同传统PID相结合的PID控制器,外环采用PD控制器进行同步控制,同步误差经PD控制器对从动执行元件进行补偿,从而保证了调平的高精度及快速性。试验结果表明:该调平装置调平时间减少了29 s,调平精度在3.4'以内。

负载扰动的电液比例位置系统鲁棒控制策略研究

针对带有负载扰动的电液比例位置系统,提出了一种可以实现高精度位置跟踪的动态面鲁棒控制策略。该控制策略在设计过程中引入动态面方法避免了传统反步法设计鲁棒控制器时带来的"计算膨胀"的问题,提高了控制策略在实际系统中的可使用性。通过Layapunov方法证明了鲁棒控制器作用下电液比例位置系统的所有信号有界稳定且具有渐近跟踪性能。最后,通过MATLAB仿真,验证了该控制策略的有效性。

基于尺度的回转体流噪声特性探究

以SUBOFF潜艇回转体纵缝开孔模型为基础,进行2、3、4、5、6、7、8等比例放大,基于LES大涡湍流模型对流水孔三维流场进行数值模拟;通过设置不同的流噪声监测点,将八组尺度计算结果进行对比,研究了回转体多尺度流噪声对比、等距离和等位置的衰减特性;结果表明:8组模型尺度的变化与总声级的关系并不是单调的,总声级随着尺度的变大有变小的趋势;充分考虑湍流附面层的影响,回转体尺度越大,其等距离衰减量越小;在流场相同位置处,随着回转体尺度的增大,流噪声呈现先增大后减小而后再增大的规律;以上结论可为回转体模型流水孔的设计提供参考。

基于扰动观测器的电液比例系统滑模位置控制

针对电液比例阀控缸驱动的并联机构,设计一种基于扰动观测器的滑模控制方法。在对并联机构末端执行器进行位置控制中,因末端执行器受到被试件转动产生的扰动,且并联机构支链相互耦合,支链液压缸实际负载与理论负载存在较大误差,且误差很难计算出。为此设计非线性扰动观测器以估计未知负载力,在滑模控制器中进行负载扰动补偿。使用滑模控制增强系统的鲁棒性。仿真结果表明:所设计的扰动观测器具有很好的观测效果,在扰动负载的干扰下,该控制系统可实现精确的位置控制,对未知非线性扰动系统具有很好的鲁棒性。

基于机械系统动力学自动分析的步态仿真足部分块模型

本文旨在建立适用于步态动力学仿真分析的足部分块模型并验证其有效性及实用性。本文基于新型的混合驱动人体步态试验机,将骨骼模型导入机械系统动力学自动分析软件(ADAMS)中,结合在其中建立的足部韧带、筋膜、肌肉模型及柔性体足底软组织模型,组成足部分块模型。用在体试验采集到的步态数据作为驱动,并在模型上加载肌肉力和肌腱力,进行步态模拟。将得到的地面反作用力及关节旋转角度与报道结果进行比较,验证了模型的有效性。本文仿真结果表明,本模型能较好地用于步态动力学仿真分析,并有望作为进一步研究的工具。

一种非圆零件去毛刺机器人及其控制系统

基于摆线液压马达壳体零件为非圆的结构特点,设计了一款实用型的非圆零件去毛刺机器人。该机器人在轨迹跟踪的基础上采用力反馈,结合常规PID控制轴向切削力以实现摆线液压马达主法兰面和油口面轮廓均匀去毛刺。基于MATLAB/Simulink软件和AMESim软件,重点研究了该机器人的关键部件——补偿轴。分析了倒角去毛刺过程中补偿轴所受的切削力,基于PID控制策略并运用力闭环来实现均匀切削。仿真和实验结果表明,该非圆零件去毛刺机器人能够实现摆线液压马达壳体件的连续去毛刺加工,有效提高了去毛刺的加工效率,并通过其力补偿控制策略,可以有效克服摆线液压马达壳体的毛坯误差、轨迹跟踪误差和系统装配误差对定量切削控制带来的不利影响。