基于刚度可调的气动位置伺服系统摩擦补偿控制

气动伺服系统的低刚度、低气源压强、流量易饱和等特性,导致系统在工作过程中能量耗散较大,系统易受摩擦影响,且补偿效果不明显。尤其是当系统的运动方向改变时,会产生明显的“平顶现象”,严重影响气动伺服系统的跟踪精度。采用负载口独立控制结构,消除因两腔耦合而导致的能量耗散,使系统流量特性尽可能地位于线性区间;针对气动系统中存在的摩擦中部分参数不确定,以及外界干扰、动态负载的不确定性,设计非线性自适应鲁棒控制方法;将系统的刚度调节与自适应鲁棒控制进行协同控制,提高气动位置伺服系统的动态性能。仿真和实验结果均表明:具有刚度调节的自适应鲁棒控制能够明显降低系统能量耗散,提高系统位置跟踪精度,有效改善摩擦引起的“平顶现象”。

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。

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.

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。

基于开关阀的气动位置控制系统的模糊+PI控制

文章对一种基于高速开关阀气动位置控制系统 ,采用修正差动脉宽调制的方法 ,用模糊控制 +PI控制结合的控制策略 ,不但提高了系统的动态性能和精度 ,又提高了系统的稳定性 。

基于QFT的开关阀控气动位置伺服系统鲁棒控制

考虑开关阀的滞后特性,建立了高速开关阀控气动位置控制系统的非线性模型,并在原模型的基础上,将系统模型处理为包含滞后环节的数学模型。针对该模型对象参数不确定、摄动量大和负载变化范围大等问题,采用包含小闭环的2自由度控制结构,用定量反馈理论,进行系统的鲁棒稳定性、干扰抑制和跟踪性能设计,设计了具有鲁棒性能的控制器,并且设计了有效的摩擦力补偿器。经过试验验证,系统不仅具有较好的稳定鲁棒性,还具有很好的动态性能和位置精度。

气动位置伺服控制系统设计与研究

在对位置伺服控制方式进行研究的基础上,使用LabVIEW软件编写程序对气动比例伺服阀进行控制,最终对无杆气缸的位置进行控制。分别采用传统PID控制器和状态控制器对无杆气缸的位置进行控制,通过对比实验测试曲线,证明状态控制器对无杆气缸的位置控制精度更高、更稳定,特别是方波位置跟踪特性更好,所以状态控制器更适合于气动位置伺服控制系统。

基于单神经元控制器的气动位置伺服系统研究

针对气动位置伺服系统特点，提出采用比例流量阀作为系统电一气转换元件．并采用单神经元控制器（SNC）来实现活塞位移的实时控制。仿真和实验研究表明．这种气动伺服系统具有强鲁棒性、快速跟踪性和较好的控制精度，其重复定位精度小于0．2mm。

气动位置伺服系统的带α因子的非对称模糊PID控制

为实现低摩擦有杆气缸活塞位置的高精度控制 ,针对物理结构及摩擦力特性的非对称性 ,提出了采用非对称模糊策略的模糊控制算法 ,以适应有杆气缸左右两腔摩擦力和压力在运动过程中变化复杂的情况 .引入传统PID控制 ,进一步改善系统动态响应性能 ,构造出带α因子的模糊 PID控制算法 ,提高其对于惯性负载变化的自适应性 .实验证明 ,采用此新型的带α因子的非对称模糊 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 ,系统具有较强的适应性和鲁棒性 ,并获得了满意的重复稳态精度 .

气动位置伺服系统状态反馈控制的改进

基于一种能反映气动位置伺服系统特性的线性化数学模型,对压力差反馈的控制性能进行了理论分析,由分析结果可知,压力差反馈虽然能够该善系统的动态性能,但会引起较大的稳态偏差。在此基础上,提出以压力差微分反馈代替压力差反馈,采用位置、速度和压力差微分反馈控制来改善系统的控制性能,理论分析了该方法的有效性。为了抑制气动位置伺服系统存在的期望值附近的位移波动现象,提高系统的控制精度,提出压力差辅助控制方法。将所提出的控制方法应用于摆动气缸位置伺服系统,试验结果表明,系统获得了较好的控制性能。

小型空压机直接驱动型气动位置控制系统

提出了一种新型的气动位置控制系统,它主要由小型空压机、ON/OFF电磁阀和气缸组成。通过直接驱动小型空压机和ON/OFF电磁阀来实现气缸的位置和速度控制。叙述了该小型空压机的结构组成、工作原理及特点。通过试验验证了该气动位置控制系统的有效性。

气动位置伺服系统的离散模型

为提高气动位置伺服系统的控制精度,针对其离散模型,分别对时延数和噪声多项式进行研究.通过实验证明,采用噪声多项式C为一阶多项式,过程模型时延数为2的二阶的离散数学模型,可以准确地反映气动控制系统的模型结构和摩擦力及其他扰动因素的影响.

自校正调节器在具有阻力负载的气动位置伺服系统中的应用

以空气为传输介质的气动位置伺服系统,由于自身结构的特殊性,难以实现高精度位置控制.为研究工作过程中气缸所受柔性作用力,并真实反映气动系统的控制过程,利用气缸模拟实际环境中系统的负载外力,采用三阶模型描述系统,并运用自校正调节器完成了对系统控制律的设计;最后通过实验研究了自校正调节器对气动位置伺服系统的动态、静态特性的影响并根据仿真实验结果分析了气动系统跟踪响应迟滞性的根本原因.

基于比例流量阀的气动位置伺服系统的一种非线性补偿方法

在基于电气比例流量阀的气动位置伺服系统中,比例流量阀的开口有效面积与控制量呈非线性关系,该非线性特性对系统性能有很大影响。该文首先通过仿真和实验,分析了比例流量阀非线性特性对系统控制性能的影响;然后,提出了一种将比例流量阀输入输出进行线性化处理的非线性补偿方法,以减弱系统的非线性强度,改善系统特性,提高系统的可控性。仿真和实验结果均表明,采用该文提出的非线性补偿方法,可以克服比例阀非线性特性的影响,使系统特性得到了改善。

采用硅流体芯片的气动位置控制系统特性研究

对采用硅流体芯片的气动位置控制系统进行了建模、实验及仿真研究。在采用增量式PID控制的条件下,通过实验得到了系统对阶跃信号、三角波信号及正弦波信号的输出特性曲线,并分析了气源压力变化对控制系统输入输出特性影响较大的原因。当气源压力为0.7 MPa时,系统阶跃响应控制精度最高,进入稳态后误差小于0.077 mm。当气源压力为0.2 MPa时,系统对2 Hz的正弦信号可以较好的跟随。利用AMESim软件对系统进行了仿真研究,仿真结果表明,增加芯片个数可以减小阶跃响应的上升及下降时间,对滞回特性也有一定的改善。

基于单片机的气动位置伺服定位控制的研究与应用

针对气动位置伺服控制进行研究,采用智能PID的控制算法,解决了传统控制方法难以建立精确数学模型,在控制过程中容易出现超调、滞后的等问题。本系统是基于单片机系统而设计的,大大降低了开发成本,在工业自动化领域有很大的应用空间。

气动位置伺服系统的高精度控制研究

提出采用电-气压力比例阀构成气动位置伺服系统,运用全局线性化的观点线性化描述系统动态特性的数学方程,补偿了气缸活塞行程变化对系统控制性能的不良影响,并采用离散线性二次最优控制原理设计了系统的控制补偿器,实现了气动位置伺服系统的高精度控制。

基于AIC准则的气动位置控制系统辨识

为了解决气动位置控制系统的精确定位,提出了一种基于AIC准则的气动位置控制系统辨识。通过对气动位置控制系统分析,建立了系统数学模型,并进行了线性化处理。基于AIC准则建立了白噪声和有色噪声两种模型,找到了满足两种模型最小的阶次,采用增广最小二乘法实现对有色噪声参数的无偏估计;通过自相关系数检验了系统残差序列的白色性,验证了气动位置控制系统辨识模型的可靠性。实验结果表明:当幅值分别为1000 A和1200 A时,两种系统的传递函数基本等价,说明在相同阶次的逆M序列且幅值在一定范围内,不同系统对模型参数的辨识影响较小。

气动位置伺服系统的T-S型模糊控制研究

针对气动位置伺服系统特性随工作点位置和负载变化而变化的特点,提出采用基于Takagi-Sugeno模型(T-S模型)的模糊控制。以比例流量阀控摆动气缸位置伺服系统为例,研究了建立气动位置伺服系统的T-S型模糊控制器的一些关键技术,包括前提变量的确定、子系统的划分、模糊子集隶属函数的确定以及局部控制器的设计等。试验结果表明,采用所建T-S型模糊控制器,在较大范围内的任意负载下,执行元件行程范围内的任意位置,系统都具有良好的响应特性。