基于负载力补偿的自抗扰复合电液位置控制方法

由于电液位置控制系统存在严重的非线性、内部参数的时变性以及外负载的干扰性,严重影响了系统静、动态控制效果。为此,提出了一种基于负载力补偿的自抗扰复合控制方法。给出了复合控制策略的工作原理;设计了自抗扰控制器,利用扩张状态观测器来观测和补偿系统内部参数和外部负载力的不确定性,从而有效地抑制了内部扰动和外部扰动对系统的影响;设计了负载力补偿控制器并导出负载力的补偿模型,进一步削弱了外负载变化对系统的不良影响,同时提高了系统的位置控制精度。通过Matlab仿真和半物理仿真平台分别进行了复合控制策略的验证。仿真及实验结果表明:自抗扰控制器有效地抑制了内外扰动的干扰,而负载力补偿控制器的引入使系统在抑制了外负载力摄动的同时实现了位置的精确定位控制,验证了所提控制策略的有效性。

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。

电液位置控制系统的二次优化

利用最优控制理论对电液位置控制系统进行最优控制时 ,需要确定Q矩阵 ,本文对Q矩阵进行优化 ,求得使系统响应速度最快的Q矩阵 ,利用优化后的Q矩阵对电液位置控制系统进行最优控制 ,提高了电液位置控制系统的精度。仿真分析表明 ,对电液位置控制系统进行优化与最优控制 ,可提高系统的精度 ,缩短响应时间。

用于工业CT的电液位置控制系统模糊PID研究

工业CT是广泛应用于工业产品无损检测的一种检测技术,为了提高其成像精度与扫描效率,需要对其加载系统的位置进行精确控制。为此,基于工业CT试验台的位置控制系统建立数学模型,应用MATLAB/Simulink的传统PID和模糊PID控制模块进行试验设计和仿真分析,最后利用上位机的Lab VIEW平台建立控制模块,验证控制策略的有效性。试验中,模型PID的相对误差稳定在1%~6%之间,由此证明所设计的模糊PID控制器的跟踪性能良好,可以满足工程实际应用。这种控制策略达到工业CT位置控制精度的需求,可以为工业CT试验台位置控制系统的设计提供参考。

基于观测器的数控机床电液位置控制

针对数控机床电液位置系统的特点,阐述了应用状态观测器在电液位置系统闭环内实现状态反馈控制的设计方法,并结合实例进行了MATLAB仿真。

电液位置控制系统的最坏工作状态分析

以电液位置控制系统为研究对象,建立对称阀控非对称缸且具有弹性负载的传递函数模型,对比活塞杆伸出与缩回时系统频率响应的差别,指出从保守设计角度出发,应以活塞杆伸出时的模型进行控制器设计。进一步考察等效负载参数变化对系统的影响,以保证系统在最坏的情况下也能工作。给出等效质量、等效刚度、等效阻尼3个参数在确定时的依据,为控制器设计提供了理论指导。

电液位置控制系统的鲁棒性分析

系统时变参数和建模误差是影响控制品质、困扰控制方案选择的主要因素,应用鲁棒性分析方法,对解决上述问题是一种直观、有效的途径。文章以电液位置系统为例讨论了控制系统鲁棒性分析的过程。

液压挖掘机电液位置控制系统动态分析与仿真

液压挖掘机是一种机电液相结合的复杂工程机械。对其工作装置电液位置控制系统进行研究,建立了该系统数学模型。运用MATLAB软件进行仿真,仿真结果对控制系统的控制策略选择和控制器设计具有参考价值。

PWM电液位置控制系统连续型模糊控制器的实现

针对４个高速开关阀为核心的ＰＷＭ电液位置控制系统，设计连续型模糊控制器。

PWM电液位置控制系统自调整模糊控制器的研究

本文针对四个高速开关阀为核心的PWM电液位置控制系统，设计了连续型模糊控制器，构成了实时控制系统。在此基础上，采用启发式搜索算法对模糊控制器比例因子在线调整。实验证明了该控制器在PWM电液位置控制中的有效性。

基于AMESim的电液位置控制系统动态性能仿真分析及优化

为了满足控制系统动态响应及位置误差的要求,基于AMESim图形界面建立了电液位置控制系统的仿真模型,对其动态特性进行了仿真分析及优化。结果表明:利用AMESim在闭环控制系统中引入速度信号进行补偿,在满足系统稳定的前提下可以加快系统响应速度,降低系统的动态位置误差。

基于管道配置的电液位置控制系统同步特性研究

针对径锻机一级先导缸电液位置控制系统同步精度低的问题,运用AMESim软件研究了第一类管道配置对径锻机一级先导缸电液位置控制系统同步特性的影响。研究发现:系统同步误差随着管道长度的增加而增大,且伴有波动现象,管道长度为3m时最大同步误差是管道长度为1m时的1.4倍;管道长度为1m时的最大同步误差为无管道时的1.1倍;管道材料的杨氏弹性模量越小,对应系统的同步误差越大。

电液位置伺服控制系统设计与实验验证

针对电液位置伺服系统存在外部不确定性扰动和非线性等问题,采用基于敏感度分析(SA)和粒子群优化(PSO)的径向基函数(SAPSO-RBF)神经网络设计电液位置伺服控制系统。利用SAPSO-RBF神经网络估计伺服系统模型中的未知参数并设计伺服系统滑模控制器,同时搭建双出杆对称液压缸电液位置伺服控制系统实验装置。SAPSO-RBF神经网络滑模控制方法与传统滑模控制方法对比实验结果表明,SAPSO-RBF神经网络滑模控制方法具有更高的跟踪精度、更强的鲁棒性,并且系统抖振得到了有效抑制。

基于RBF神经网络整定PID的电液比例系统位置控制研究

针对凿岩机械臂的电液比例系统位置控制精度问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络整定PID的电液比例系统位置控制方法。首先,在AMESim中搭建了阀控非对称液压缸的电液比例系统简化模型,设置了各个模块的参数;然后,利用MATLAB/Simulink搭建了系统闭环控制模型,通过不断更新RBF网络模型并修正PID参数,实现了基于RBF神经网络整定PID的电液比例系统位置控制目的;结合AMESim搭建的电液比例系统模型和Simulink下搭建的控制器进行了联合仿真;最后,基于凿岩台车机械臂实验平台,进行了电液比例系统位置控制实验。仿真结果表明:在受到外部干扰的情况下,RBF神经网络整定PID控制系统能够在0.3 s内控制活塞杆重新运行至目标位置,平均响应时间为1.5 s,位置精度误差不超过5 mm。实验结果表明:与常规PID控制方法相比,RBF神经网络整定PID控制活塞杆位置精度误差降低了75%,位置精度误差在工程实际要求的10 mm范围以内,因此,RBF神经网络整定PID算法可以有效提高电液比例系统的位置控制精度,满足凿岩机械臂实际工作中对电液比例系统位置精度的控制要求。

基于Simulink电液比例位置控制系统的性能分析和优化

为改善某钢铁公司电液比例位置控制系统相关系统性能,文章使用数值计算分析方法,建立电液比例位置控制系统的数学模型,通过Simulink软件构建模型,并分析可知,系统的幅值裕度为25 dB,相位裕度为89.6°,结合伯德图的曲线特征,发现该系统的准确性与稳定性已满足基本要求,但通过系统的阶跃响应曲线,发现其上升时间为4.26 s、调整时间为5.83 s,系统响应的快速性没有达到要求。为进一步改进系统性能,选取结构简单、适用范围广的PID控制器,通过添加PID控制和不断修改PID控制器参数,优化系统性能,优化后的系统幅值裕度为5.18 dB,相位裕度90°,上升时间为0.236 s,调整时间为0.435 s,系统在保持良好的准确性和稳定性的基础上,快速性也得到了改善,已完全满足工业生产的要求。最后讨论了液压缸有效面积对PID控制性能的影响:A_(h)=0.15~0.20 m^(2)时系统性能仍有较好的适用性;小于0.15 m^(2)时会发生剧烈震动;大于0.20 m^(2)会大大增加响应时间。

电液位置伺服系统的比例-模糊PID控制研究

针对电液位置伺服系统,提出了比例-模糊PID控制策略;介绍了其工作原理及控制器的设计过程。与模糊PID、普通PID的控制效果进行比较,实验结果表明该控制方法精度高,误差较小。

基于电液控制的皮带轮旋压机床主轴位置精度的仿真与优化

为达到由电液比例阀控缸位置伺服系统带动的上主轴沿轴向对毛坯的压制与伺服电机滚珠丝杆驱动的旋轮沿径向对毛坯的成形同步进行的目的,利用AMESim软件对皮带轮旋压机床的电液比例阀控缸位置伺服系统进行了建模和仿真,就其中的系统信号响应能力进行了分析,提出了相应的改进方案,并对该方案中的各个参数进行了组合优化。结果表明,对由变量泵、光栅尺、液压缸、电液比例方向阀组成的电液比例阀控缸位置伺服系统而言,通过引入速度环节,并进行参数优化,可使得由液压缸驱动的上主轴位置精度达到±0.1mm以上,能很好地满足多楔带轮旋压成形时楔部增厚的需要;使用AMESim软件中的参数优化功能,可以减少系统参数调试的时间,所得到的最优参数能极大地提高上主轴的位置精度。

数定式电液位置控制系统研究

文章给出了一种新型的数字式电位置控制系统,建立了该系统的数学模型,并应用微分方程求解和仿真与实验的方法,对系统的稳态特性和动态特性进行了详细的分析与验证,得出了该系统的结构简单,位置控制精度高,且输出的速度和位置可预先进行设置的结论。

电液比例位置控制系统的研究

电液比例位置控制系统是非线性、时变性严重的一种系统,且具有变流量死区、变流量增益的特性。单纯采用线性PID控制器难于协调快速性和稳定性之间的矛盾。基于LabVIEW平台,针对电液比例位置系统具有死区非线性的特点,设计模糊控制器,并与PID控制算法进行比较。实验结果表明:模糊控制通过对比例阀死区的补偿,基本消除了液压缸运动的不对称性,并且在快速性、准确性以及稳定性方面优于传统的PID控制,改善了系统的性能。

电液比例位置控制系统的仿真分析

以采煤机滚筒调高液压系统为对象,建立电液比例位置控制系统的数学模型,并通过Simulink仿真软件对PID控制器校正前、后系统的性能进行分析,结果表明校正后的系统响应速度和稳态精度得到了很大改善,在绝大部分场合可以用电液比例控制系统代替电液伺服控制系统。