LMI Approach to Robust H_∞/H_2 Controller Design with Regional Poles Constraint of a Pump-Motor System

The time domain guideposts requirements of a pump-motor system is transfered into a series of constraints which express the robust performance upper bound and regional poles limits of the closed loop system. Then the servo system control problem is transferred into the problem of robust performance optimizing under regional poles constrains described by linear matrix inequality （LMI）. These LMIs are easy to solve through the Matlab LMI-toolbox. Simulations indicate that the controller has excellent dynamic, static and disturbance rejection performance, and the control system is robust and has perfect H2 performance to the bounded external torque disturbance.

基于深度神经网络的电液伺服泵控系统健康评估研究

电液伺服泵控系统具备功重比高、响应快等优点,在多领域得到广泛应用,但如何针对该系统开展更有效健康评估,进一步保障系统的安全性和可靠性成为必须面对的问题。按照明确原理、建立数学模型、建立仿真模型、仿真分析的思路针对健康评估方法开展研究,提出油液体积含气量、气隙磁密、泄漏系数3个健康评估指标并确定阈值,构建了LGA(LSTM-GRNN-ANN)深度神经网络健康评估方法并进行仿真分析,结果显示该方法准确率约为97.48%,比LSTM、GRNN健康评估方法具有更高的准确率,为继续深入开展电液伺服泵控系统健康评估的研究提供了理论支持。

基于指数趋近率的液压机泵控伺服系统滑模控制

滑模控制方法具备较强鲁棒性,控制器结构也较简单,被广泛应用于泵控电液伺服液压系统上。在分析泵控系统原理的基础上,为克服传统PID控制很难抵抗较强外部干扰力的缺点,泵控伺服系统建立指数趋近律滑模控制器,建立泵控伺服系统MATLAB/Simulink仿真。研究结果表明:正弦信号跟踪下,滑模控制最大稳态跟踪误差与PID相比降低83.4%,同时控制器IMSE指标相对PID控制器发生了显著降低。该研究有助于提高液压机运行效率,对提高产品质量具有一定的指导意义。

基于自适应反步法的直驱式泵控液压系统控制策略

在闭式泵控伺服系统位置输出控制过程中,会出现非对称缸建模难、参数不确定性和控制算法调试困难等问题,为此,提出了一种自适应反步法控制策略(控制器),并采用半实物仿真平台对其可行性进行了验证。首先,推导了考虑单向阀和溢流阀的直驱式泵控非对称缸液压系统的数学模型;其次,采取引入向量的方式,将数学模型变成了严格反馈形式,以此设计了新的自适应反步法控制器,解决了参数不确定问题;最后,在Linux+Preempt-RT半实物仿真平台下,完成了直驱式泵控非对称缸位置系统自适应反步法控制的阶跃信号、正弦信号和加入时变负载的正弦信号试验,并将其控制结果与传统PID控制结果进行了对比分析。研究结果表明:采用自适应反步法的控制器的稳态精度可以达到±3.98 mm,相比PID的控制精度提高了53.6%;同时,在系统位置控制过程中,采用参数自适应律对系统的不确定性参数进行实时调整估计,可以呈现出良好的自适应动态逼近过程。该自适应反步法控制策略具有良好的跟踪性能和鲁棒性。

液控缓闭蝶阀运行中存在的问题及解决方案

文章以长距离输水工程运行为例,介绍了缓闭蝶阀在输水泵站中的应用,阐述了蓄能罐式液控缓闭蝶阀结构和工作原理,分析了其在工程实际应用中的优缺点,并提出改进方案。通过增加液压伺服闭环系统,充分发挥电、液两类伺服的优点,使泵站及输水管线运行更加平稳安全,对高扬程输水管线水锤危害及水泵的倒转现象起到了很好的抑制作用,其改进措施可供其他同类型输水工程借鉴参考。

重型制管成型机国内外现状与发展趋势

随着电力、通信、输油、输气管道等行业的不断发展,对重型制管成型机的品种、规格要求不断提高。重型制管成型机是生产重、大型钢管的核心设备。本文就2010年之前国内外制管成型机技术水平以及两种不同制管成型工艺进行比较。对2020年以后国内外制管成型机发展现状、技术水平进行探讨,并提出重型制管成型机在主机结构、液压系统、控制系统等方面的发展趋势。

机器人自动涂胶工艺质量与效率提升的应用研究

焊装车间的汽车零部件涂胶工艺在设计上采用传统的方式,要满足焊装车间多种产品、不同胶型、不同胶条直径同时作业的需求,在投资上费用较高且占地空间比较大。文章介绍了一种基于机器人的单泵多伺服定量机(胶枪)涂胶系统,并结合视觉检测技术在汽车零部件涂胶生产上的应用,从事前控制和事后监控两个方面,提高汽车制造生产中的机器人自动涂胶工艺质量与效率。通过“主控制系统”对单泵以及多个伺服定量机(胶枪)进行控制,能够基于单个涂胶泵同时对应多种产品、不同胶型直径的涂胶需求,调整机器人自动涂胶作业程序。同时能够有效提高焊装工序的汽车零部件涂胶设备的利用率,降低资金投入,有效确保涂胶质量。

基于改进自抗扰的往复式牵引装置速度控制

为解决往复式牵引装置速度波动的问题,分析引起往复式牵引装置速度波动的原因并提出解决方案。首先,对往复式牵引装置的伺服直驱液压系统进行研究,建立永磁同步电机及液压部分的数学模型,在AMESim软件中建立控制系统仿真模型;其次,为提高往复式牵引装置的控制效果,提出一种基于光滑fal(e,α,δ)函数和前馈扰动补偿的改进自抗扰控制器;然后,通过接口将AMESim软件与MATLAB-Simulink软件进行联合仿真研究,以0.2 m/min阶跃速度作为输入信号,得到控制系统响应时间为0.35 s,稳态精度为0.0015 m/min,相比改进前的控制系统响应速度更快、稳态精度更高;最后,通过实验平台对改进自抗扰控制器进行实验验证,结果表明实验曲线与仿真曲线较为吻合,验证了控制系统仿真模型的正确性,并将改进自抗扰控制器用于往复式牵引装置的速度控制,解决了往复式牵引装置速度波动的问题,提高了牵引出的管材制品的表面质量。

预弯机升级改造技术路线与策略

预弯机是20年前技术引进、消化吸收的国产化设备,尽管预弯机服役了20多年,但是在使用过程中出现过许多问题。在数字经济时代的今天,需要用自动化、信息化、智能化手段对其进行升级改造。本文收集、整理、借鉴了预弯机在制造、使用、维修方面的经验和教训,对预弯机进行了全面、系统的反思与总结。针对机、电、液方面的典型问题进行了具体分析与研究,提出了预弯机升级改造的技术路线与策略,并详细论述了具体技术方案。

基于PAC和LabVIEW的压力变送器高精度动态测试系统研究

为了实现压力变送器静态特性和动态特性的高精度测试,设计了一套基于PAC和LabVIEW的智能控制系统。该系统利用伺服泵组产生的高精度压力源施加于被测对象(压力变送器),通过对比校验装置的示值与被测对象的反馈数据,分析校验示值与被测对象反馈结果压力之间的对应关系,从而实现压力变送器的压力自动测试。同时,该系统还可以自动获取压力变送器的灵敏度、线性度、迟滞性、重复性、精度、温度漂移和零点漂移等特性参数。实验结果表明,该系统设计合理,压力测试精度高。

双伺服油电混合折弯机液压及控制系统设计

本文针对折弯机制造技术的发展趋势,阐述了瑞铁机床油电混合系列折弯机的技术特点和优势。该系列设备采用公司独特的增速缸技术和双伺服泵控技术,使油缸高速下行时的速度得到了极大提升,提高折弯效率,同步性更好。配以瑞铁专用DH15P数控系统,成熟的泵控液压算法、简单便捷的人机界面、稳定的折弯精度、强大的图形编程功能使得机床综合性价比优势明显。其突出的性能也在实际生产中得到验证。

电液伺服泵控系统位置控制实验研究

为了提高电液伺服泵控系统位置控制精度,将液压缸位移行程分为快速、中速和慢速三段分别控制。设定液压缸目标位移为180mm,采用三种位置控制方法进行实验研究:1.对三段行程分别实施PID控制,即分段PID控制方法 2.对三段行程分别实施恒定流量和压力控制,即速度分级控制方法 3.对第一、第二段实施PID控制,第三段实施恒定流量和压力控制,即复合控制方法。实施分段PID控制时,位置误差控制在(±0.05)mm以内,约3.22s达到目标位置;实施速度分级控制时,位置误差控制在(±0.04)mm以内,约2.41s达到目标位置;实施复合控制时,位置误差控制在(±0.03)mm以内,约3.81s达到目标位置。实验结果表明:分段PID控制时第三段行程液压缸速度不可预知,易产生较大位置误差;速度分级控制时,第三段行程恒定流量和压力输出保持了液压缸的持续稳定运行,运行时间最短;复合控制时位置精度最高,但液压缸稳定时间最长。

直驱式电液伺服系统及其在注塑机上的应用

建立了直驱式电液伺服系统的数学模型,进行了仿真分析和试验研究。结果表明,在频响不高的场合直驱式电 液伺服装置完全可替代传统的电液伺服装置。

开式变量泵控油压机系统控制特性研究

为解决大功率自由锻造油压机高能耗的问题,设计了一种开式变量泵控油压机系统。采用ADAMS和AMESim建立了开式变量泵控油压机系统联合仿真平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了仿真研究。基于600kN锻造油压机实验平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了验证,并将验证结果与仿真结果进行了对比。研究结果表明:开式变量泵控油压机系统能够满足技术要求,即常锻时操控性好,卸压无冲击,运行平稳;快锻(锻造频次80次/min)时,位置控制精度小于1mm。

斜盘式轴向柱塞泵变转速特性的对比研究

斜盘式轴向柱塞泵的低速工况性能是影响整个伺服电机驱动泵控系统效率的重要因素。通过数学模型分析选择最优化的仿真模型,研究并得出定量柱塞泵在变转速工况下的流量特性,结合数学模型和仿真模型,确定了定量柱塞泵在变转速工况下的性能,得到了不同转速下斜盘式轴向柱塞泵的压力波动和流量特性,为探索伺服电机驱动的斜盘式轴向柱塞泵控系统的性能提供了依据。

伺服电机定量泵驱动差动液压缸系统效率的研究

对伺服电机和定量液压泵组合驱动差动液压缸系统的特性和效率进行研究。针对应用恒定总压力对液压缸2腔预压紧、系统能量效率低的不足,提出用负载敏感原理和总压力设定曲线预先给定的方法,使液压缸运动过程中的系统压力与负载相适应,同时维持背压在一个较低的值,减小了系统的能耗和泵的发热。进一步提出用低压蓄能器对液压缸2腔预压紧的回路原理,不仅简化了控制回路,也降低了电机和液压系统的能耗。研究工作获得了数字仿真和试验的验证。

液压泵控马达数字调速系统研究

对液压泵控马达系统及其排量伺服机构分别进行了数学建模,分析了其各自及串联后的频率特性与阶跃输入响应特性.理论分析表明:液压泵控马达系统的带宽较大,响应较快,阶跃输入下系统出现超调;排量伺服机构的开环增益较小,其带宽较低,响应较慢.设计了调速系统的马达转速闭环数字PID控制算法,实验结果表明,通过仿真模型优化得到的数字PID控制参数能很好地用于实际泵控马达调速系统的闭环控制,并能获得良好的稳定性和快速性.

泵控式电液伺服速度控制系统仿真与分析

通过分析泵控式电液伺服速度控制系统的原理,建立其数学模型,应用SIMULINK分析改变输入信号的幅值、积分放大器增益和变量泵的排量梯度时系统的动态特性。结果表明:增加输入信号的幅值,系统的调节时间增加;增大积分放大器增益和变量泵的排量梯度时,系统的调节时间增加,超调量增大,上升时间变小,稳定性能降低。从而为泵控式马达速度控制系统的优化提供依据。

二板式注塑机移模系统设计与联合仿真

为降低注塑机在移模过程中的能量损失,结合伺服泵和插装阀的优势,设计了二板式注塑机移模系统并进行仿真分析。以二板式注塑机移模系统为研究对象,结合液压仿真软件AMESim和动态系统仿真软件Matlab/Simulink的优越性,建立了二板式注塑机移模系统联合仿真模型,进行联合仿真分析,结果表明:由伺服电机驱动定量泵的注塑机在移模阶段总能耗为55 k J,比普通电机驱动定量泵节能27%;验证了仿真模型的正确性;为联合仿真技术在二板式注塑机设计上的应用提供借鉴。

防爆液压提升机电液伺服调速控制方案分析

在分析现有液压提升机的液压控制系统的结构与特点的基础上,建立泵控马达电液伺服调速系统,以模拟液压提升机的闭环控制与运行工况,通过对带/不带位置环泵控马达伺服系统的调速特性的分析,指出液压提升机的电液伺服控制应在引入马达转速反馈形成转速闭环的同时,保证变量泵的排量是独立可控的,并以此为据,针对传统液压提升机进行自动化改造,设计了带/不带位置环的防爆液压提升机电液伺服调速系统。