两种典型伺服气动系统的介绍

本文通过对气动伺服系统发展的介绍，主要针对两种典型的气动伺服测试系统做了进一步的分析，并详细介绍了气动伺服控制对位置实现精确控制的方法。

高压气动压力伺服系统的鲁棒控制

高压气动压力伺服系统的参数不确定性和未建模动态制约了其控制精度的提高,针对此提出了基于RISE的自适应鲁棒控制算法用于高压气动压力伺服系统的控制。考虑到核心元件高压电气伺服阀的控制性能对高压气动压力伺服系统高精度控制的影响,设计了交叉对比实验,实验结果表明,伺服阀位置控制算法有助于避免正弦信号失真、减小稳态压力抖动,系统压力控制算法能提高系统的响应速度和动态跟踪能力。

基于反馈线性化的非线性气动伺服系统跟踪控制

针对气动位置伺服系统跟踪控制中系统受压力波动、摩擦力扰动等非线性因素影响较大的特点,提出基于压力反馈线性化、摩擦力补偿的内外双环型控制算法。仿真与实验结果表明,该算法结构简便又宜于实用、跟踪精度较高,控制效果较好。

基于比例阀的气动伺服系统神经网络控制方法的研究

研究了用神经网络 PID控制器对基于比例阀的气动伺服系统进行控制的方法。用神经网络辨识器来逼近非线性动力学系统 ,并在线修改控制参数。实验及分析表明 ,适当的选择网络参数 ,经过充分的离线训练 ,该控制器可以进行在线的自适应控制 ,系统的控制精度和动态特性有明显提高 ,且在环境参数变化时 ,控制器具有在线自学习和自整定参数的能力。

气动位置伺服系统的NN-IMC控制研究

提出了一种用于气动伺服系统的内模控制与神经网络相结合的智能控制方法 ,即NN -IMC控制法。该方法在提高控制性能方面有许多优点 ,能减少扰动的影响 ,鲁棒性较强 ,易于进行稳定性分析 ,只有一个调整参数 ,所以在工业应用中具有明显优势。当对象含有非线性环节的时候 ,可用神经网络来获得适当的控制参数。将所提出的NN -IMC智能控制法应用于含有强非线性气动伺服系统中 ,通过实验验证了它的效果。

气动位置伺服系统的自适应控制研究

提出采用两个电－气压力比例阀构成新颖的阀控缸气动位置伺服系统，并运用极点配置的自校正自适应控制方法实现了气缸活塞位移的实时控制。研究结果表明，这种气动位置伺服系统比采用电－气流量比例阀的气动位置伺服系统具有较高的刚度和较好的控制性能；运用自适应控制方法的气动位置伺服系统具有较强的跟踪能力和抗参数扰动的鲁棒性。

气动力伺服系统的自适应鲁棒控制

为实现具有输出力轨迹控制能力的气动力伺服系统,研究了气体通过比例方向控制阀阀口的流动以及气缸腔内气体的热力过程,建立系统的非线性模型.针对忽略温度动态而导致的较大的建模误差,构造了状态观测器来估计腔内气体温度,在此基础上设计了基于全阶热力学模型的气动力伺服系统的自适应鲁棒控制器.该控制器通过在线参数估计来减小模型中参数的不确定性,利用非线性鲁棒控制来抑制参数估计误差、未建模动态和干扰的影响,从而保证一定的瞬态性能和高的气缸输出力轨迹控制精度.实验表明:当系统跟踪幅值为100N,频率为0.5Hz的正弦期望轨迹时,平均输出力跟踪误差为1.4N、最大输出力跟踪误差为3.9N;基于全阶热力学模型进行控制器设计是必要的,自适应鲁棒控制器是有效的.

滑模控制方法在气动伺服控制系统中的应用

文章提出了一种滑模控制方法并应用在无杆气缸气动执行器的位置控制中。由于受空气可压缩性、摩擦力以及随时间变化的系统参数的非线性影响 ,气动系统的精确数学模型很难获取。此文选用了一个三阶气动系统的动态模型 ,并且不考虑比例控制阀的动态特性。同时为了避免控制信号引发高频振荡 ,在建模过程中用平稳光滑的饱和度函数代替sgn( )函数。仿真和实验结果表明 ,滑模控制策略能够保证位置控制在合理的精度范围内并取得了良好的控制效果 。

基于AMESim和Matlab/Simulink联合仿真的模糊PID控制气动伺服系统研究

在AMESim中建立气动伺服阀控非对称缸的系统模型。以S函数的形式导入到Simulink中的模糊PID控制系统模型中,进行AMESim和Matlab/Simulink联合仿真研究。与无PID控制的同一系统的AMESim仿真结果进行对比分析,模糊PID控制改善气动伺服系统的响应性能。

基于灰色关联补偿控制的气动位置伺服控制系统

针对现有高精度气动位置伺服控制算法复杂、难于工程实现的问题,以灰色关联分析理论为基础,提出基于传统控制算法的灰色关联补偿控制新方法。该方法将灰色关联控制与传统控制相结合,在传统控制回路中增加灰色关联补偿控制器。该补偿控制器根据控制系统实际输出与期望输出数据序列之间的几何形状相似性和距离,计算两者之间的加权灰色关联度,设计灰色关联补偿控制律,对传统控制器的控制输出进行动态补偿。以DGPL型无杆气缸为控制对象,进行气动位置伺服控制的仿真与试验研究,对比灰色关联补偿控制方法与传统控制方法(比例积分微分(Proportional-integral-differential,PID)控制、模糊控制)的控制精度。仿真与试验结果表明,在相同的控制器参数下,灰色关联补偿控制的控制效果优于常规控制器的控制效果,补偿控制器参数经过适当调整,可以实现气动位置伺服系统的高精度控制。

用于气动伺服系统的自适应神经模糊控制器

研究了一种基于压力比例阀的气动伺服系统自适应神经模糊控制器。其中的神经网络辨识器（NNI）通过离线训练可以充分逼近非线性动态系统的模型，并能够在线调整模糊控制器的控制规则。系统的位置控制精度和伺服特性有了很大改善。试验结果表明，所提出的控制器对该气动伺服系统具有很好的控制特性以及很强的自适应能力。

比例阀控气动位置伺服系统数学模型的建立及研究

本文从气动位置伺服系统的结构及特性方程出发,推导出系统结构方框图,由此得出了描述系统的四阶线性模型,并对模型参数的变化问题进行了讨论。最后对伺服系统实际控制过程中的传递函数进行了仿真及试验研究,得出了具有实际应用价值的系统数学模型。

GPCM控制气动伺服系统的理论分析与实验研究

广义脉冲编码调制（ＧＰＣＭ）控制是针对脉冲编码调制（ＰＣＭ）控制气动系统中控制精度与控制范围、稳定性与快速性之间的矛盾而提出的。本文建立了ＧＰＣＭ控制气动伺服系统的数学模型，并进行了详细的仿真和实验研究。

气动位置伺服系统的非对称模糊PID控制

对于有杆气缸的非对称物理及摩擦力特性,提出了采用非对称模糊策略的模糊PID控制算法,较好地解决了有杆气缸由于左右两腔物理结构和摩擦力特性的不对称而造成运动过程中压力变化复杂的问题,改善了系统的动态响应性能.实验证明,采用非对称模糊策略的模糊PID控制可以明显地提高气动位置伺服系统的动态响应性能,系统具有较小的超调量和过渡过程时间,并获得了满意的重复稳态精度.

高速开关阀控气动位置伺服系统的自适应鲁棒控制

针对高速开关阀控气动位置伺服系统所具有的模型参数不确定性、不确定非线性以及外干扰,为实现气缸的高精度运动轨迹跟踪控制,设计了基于标准投影映射的自适应鲁棒控制器。该控制器通过在线最小二乘参数估计来减小模型中参数不确定性,利用基于反步法设计的非线性鲁棒控制来抑制参数估计误差、不确定非线性以及外干扰的影响,从而保证一定的瞬态性能和高的气缸运动轨迹控制精度。由于运用了标准投影映射以保证在线参数估计有界,控制器的两个部分可以独立进行设计。试验表明,所设计的控制器能获得良好的轨迹跟踪控制性能,对干扰具有较强的性能鲁棒性,系统跟踪幅值为0.09 m,频率为0.5 Hz的正弦期望轨迹时,最大绝对跟踪误差为1.51 mm,标准跟踪误差0.72 mm。

气动伺服控制系统的自适应模糊控制器的研究

介绍了一种新型的自适应fuzzy PD控制器 ,并研究了它在气动伺服位置控制系统中应用的适应性问题和非线性摩擦力的补偿方法 ,提出了一种新的模糊逻辑控制补偿算法 .它通过一个自适应模型参数Ma的调整控制 ,提高了气动伺服系统的控制精度 .试验结果表明 :与传统的控制方法相比较 ,自适应fuzzy PD控制器具有动态性能好、自适应能力强和位置控制精度高等优点 .

气动伺服加载系统的非线性复合控制

气动伺服系统以其具有可压缩性、易实现高速等特点而适用于一种瞬时展开机构的伺服加载测试需求。通过分析气动伺服系统中存在的强非线性及动态不确定性,提出非线性复合控制策略。针对不同的特征,设计不同的控制方法。通过反馈线性化进行变化,将输出控制量分成两个部分-线性部分和非线性部分,采用极点配置原理进行线性控制分量的设计,确保系统的稳定性,借助Maltab LMI工具箱求解线性矩阵不等式;针对系统存在动态不确定性时缺乏鲁棒性,采用Lyapunov再设计方法进行非线性控制分量的设计,确保系统的鲁棒性,采用ITAE优化算法进行求解,确保系统的跟踪精度及快速性。通过理论分析,数字仿真及试验对比验证相结合的方法,展开气动力矩伺服加载控制研究,所设计复合控制方法有效改善了非线性和动态不确定性对系统性能产生的不良影响,提高了系统的动态性能和控制品质。

气动伺服控制系统及阀的应用形式

随着气动技术的发展,在伺服控制系统中,阀的应用形式多种多样,且各有其优缺点,本文就这方面作了阐述,以更全面的了解伺服控制系统的控制方式,并对较为常用控制方式做了比较。

基于虚拟仪器的气动伺服系统实验平台设计

介绍了以PC机为主控单元、采用NI公司的PCI6229数据采集卡、以LabVIEW为软件开发平台的气动伺服系统实验平台的软硬件设计。该实验平台采用模块化的设计思想,大大简化了软硬件设计,便于对学生进行基础性实验和综合性实验的教学。同时该实验平台具有开放性,为本科生和研究生提供了一个探索性研究的实验平台。

双面抛光机气动伺服加载系统分析

在双面抛光机中,气动加载系统要求对加载在工件上的抛光压力进行精确控制,从而保证抛光质量。为了达到这一要求,提出了气动伺服加载系统并引入特殊设计的气动数字伺服阀。同时对气动伺服加载系统进行数学建模和模块化分析,最后进行了实验研究。结果表明气动伺服加载系统能满足双面抛光的要求,可以加工出双面超平滑的硅片。