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。

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。

高速运动舵机的气动伺服加载特性研究

高速运动舵机是一种高能量密度的作动器,具有瞬时、高速及高加速的特征。由于高速运动舵机应用的特殊性,必须对其进行严格的产品性能测试,尤其是其带载工况下的工作可靠性,需要通过模拟负载工况来进行测试。由于高速运动舵机的固有特征,传统电液和电动伺服加载方式将产生难以克服的多余力,基于此,提出一种气动伺服加载方案。首先,对气动加载进行了建模与仿真,验证了气动伺服加载的合理性,优化了系统参数;然后,构建了气动伺服加载实验台,进行了对高速运动舵机在不同工况下的载荷谱加载实验。经过实验验证表明,该气动伺服加载系统能够实现对高速运动舵机进行变梯度动态载荷的加载,并具有较高的精度和可重复性,对高速运动舵机的测试具有重要的意义。

气动加载系统的粒子群-滑模观测器控制

针对气动加载伺服控制系统的时滞、强非线性,提出一种基于混沌粒子群(CPSO)的改进滑模干扰观测器(ISMDO)的控制方案。利用观测器预估理论对实际输出进行估计,计算出无延时的预估输出,并将此输出值与设定值的误差作为滑模控制器的输入计算控制量。同时采用粒子群算法进行控制器的参数寻优,为使寻优效果更好,首先采用混沌反学习法"初选"粒子,再利用"淘汰"条件对粒子群算法进行筛选,并基于混沌系统替换粒子策略对群体进行补充。通过与PID控制算法,滑模干扰观测器(SMDO)等不同控制策略对阶跃、正弦信号的系统仿真进行比较,证明算法能较好的解决系统的延迟和非线性。并通过试验验证对于气动加载系统来说,该算法具有较好的控制性能。