高精度电液位置伺服系统的智能PID控制

本文针对机器人的关节电液位置伺服系统的特点,基于常规PID算法,结合仿人智能控制原理[1],设计了一种简单的智能PID控制器,该控制器克服了机器人系统固有的变惯量、非线性等不利因素的影响,显著提高系统的动态性能和位置精度,文中给出了大量的数字仿真和实时控制结果。

电液位置伺服系统高增益自抗扰控制

针对电液位置伺服系统采用自抗扰控制策略时,存在因系统阶数过高导致状态观测器需观测的变量多、观测信息相位滞后以及易引起系统响应滞后及超调等问题,采用高增益自抗扰控制方案。对系统模型进行降阶处理,以简化控制器结构,减少待整定参数;在传统扩张状态观测器的基础上,进一步对系统总扰动的微分信号进行观测,观测系统扰动的变化趋势,产生有效的超前补偿信号,从而提高系统控制性能及抗扰能力。最后,通过MATLAB与AMESim进行联合仿真。结果表明:该控制方案相比于传统自抗扰控制,系统超调量降低85%,响应速度提高47.7%,并有效提高了系统抗干扰能力,具有更优良的动态及稳态性能。

基于智能切换控制策略的电液位置伺服系统高精度控制研究

为得到较好的电液位置伺服系统的位置控制精度,设计一种采用智能切换控制策略的电液位置伺服系统控制方法。分析电液位置伺服系统的结构,并对其进行数学建模。基于液压缸压力作用,得到液压位置伺服系统的运动方程。在粒子群算法的基础上,借助细菌觅食算法的全局特性,对粒子群算法进行改进,以克服粒子群算法易陷入局部最优的弊端,进而形成智能控制器。以智能控制器为基础,建立智能切换控制策略,以对系统进行实时、准确的控制。实验结果表明:与滑模控制策略相比,在跟踪正弦及不规则目标位置时,所提方法的控制精度分别提高了28.44%和28.66%,验证了所提方法可得到较好的位置控制精度,能为生产效率的提升提供保障。

新型多模态PID控制算法在高精度位置伺服系统中的应用

以高精度要求的全数字无刷直流电机位置伺服系统为对象 ,采用一种新型的多模态 PID与模糊控制相结合的控制算法。实际运行结果表明 :这种算法通过选择合理的 PID参数 ,能够满足该位置伺服系统响应速度快 ,位置精度高 。

高精度步进电机位置伺服系统

本文介绍了以高性能单片机 AT87F5 2为主控单元的高精度步进电机位置伺服系统 ,详细地阐述和分析了系统的工作原理、系统构成和功能实现。系统实测结果表明 。

高精度位置伺服系统的鲁棒非线性摩擦补偿控制

对含非线性摩擦环节的位置伺服系统 ,提出一种基于 L yapunov直接法的非线性鲁棒控制算法。在非线性摩擦函数未知和系统参数时变的情况下 ,使跟踪误差趋于零。并以转台伺服系统为例进行数值仿真 ,结果表明该方法有效 。

电液位置伺服系统精度误差估计与工程处理

本文从工程实际出发,分析了影响电液位置伺服系统精度误差的来源,并对各主要因素作了定量的分析计算。

仿真转台电液位置伺服系统精度影响因素分析

针对具体的仿真转台电液位置伺服系统,着重分析了液压马达摩擦非线性、框架间动力学耦合、反馈测量元件的分辨率误差和安装误差对转台电液位置伺服系统精度的影响。通过实验和仿真可以看出,摩擦阻碍了转台电液位置伺服系统商精度控制的实现, 任何一个框架的运动都会对其余框架的伺服驱动系统产生干扰力矩并引起伺服系统误差,反馈测量元件的分辨率误差和安装误差直接反映在伺服系统输出上,对伺服系统的精度有直接影响。

高响应两自由度电液位置伺服系统研究

高响应两自由度电液位置伺服系统是两级电液主动隔振系统的基础。本文建立了两级电液主动隔振系统的两自由度电液位置伺服系统数学模型。利用传递函数模型和键图模型进行仿真研究 ,分析了两自由度电液位置伺服系统的频域特性和时域特性 ,证明了研制高响应两自由度电液位置伺服系统的可行性。通过实验研究 。

基于CPLD的大功率高精度伺服系统位置信息实时采集系统设计与实现

阐述了旋转变压器的工作原理,设计了两套位置信息采集方案。一种方案在CPLD、DSP、解码芯片之间采用独立总线的方式连接,实时地更新位置信息;另一种方案则是在CPLD、DSP、解码芯片之间采用共用总线的方式,只在需要时读取位置信息。给出了两种方案的硬件平台、设计思路和软件流程图,在原理上对其进行了相应的分析,并基于此进行了位置信息读取的试验测试。根据试验测试结果得知,两种方案都能准确读取位置信息,精度较高,较适合大功率高精度驱动的场合应用,且共用总线方案相比独立总线方案响应速度更快。

基于CPLD的高响应高精度伺服系统位置信息实时采集系统设计与实现

阐述了绝对式光电编码器的工作原理,设计了一套基于17 bit串行编码器的位置检测方案,给出了串行编码器位置检测方式的硬件框图。按照功能将CPLD代码分成4个模块,并对各个模块的设计原理进行了详细的阐述。搭建了试验平台进行了位置读取的试验测试。由试验结果知,此方案能很好地读取位置信息,且精度很高,适用于高响应高精度的伺服系统。

改进PSO算法优化的电液位置伺服系统自抗扰跟踪控制

针对电液位置伺服系统由于参数不确定性、非线性、复杂时变性而导致的响应速度慢、跟踪精度低、抗干扰能力差的问题,提出一种具有更高跟踪精度及抑制抖振能力的改进PSO算法优化的自抗扰控制(Improved-PSO auto disturbance rejection control,IPSO-ADRC)方法。首先,建立电液位置伺服系统的误差状态空间方程,采用3阶跟踪微分器、扩张状态观测器及状态误差反馈律构建自抗扰控制器模型;其次,分析惯性权重递减PSO算法存在的早熟、易陷入局部最小值等问题,综合考虑粒子迭代次数及当前粒子与全局最优粒子间距离两个因素对寻优结果的影响,提出一种改进PSO算法;最后,将改进后的PSO算法应用于所设计的自抗扰控制器中以提高控制性能。仿真及试验结果表明,相比于传统PID控制和常规自抗扰控制,采用改进PSO算法优化的自抗扰控制具有位置跟踪精度高、抗干扰能力好的优点。

分切机位置控制电液伺服系统的开发与研究

介绍了塑料薄膜分切机关键控制系统之一:电液位置伺服系统,重点讨论了该系统组成、工作原理。应用自动控制的基本理论,对该系统的稳定性及稳态误差进行了分析研究。

电液伺服液压执行机构高精度位置伺服控制研究

鉴于电液伺服阀控机构在液压控制系统的重要性,其位置伺服系统动态复杂多变,传统的PID位置伺服控制算法无法满足控制要求,该文以液压阀控缸执行机构为例,提出了一种基于鲁棒滑模控制算法,提高了传统液压缸执行机构位置精度,使得系统具有较强的抗干扰能力。首先,对液压执行机构组成结构和系统原理进行阐述;然后根据原理图建立执行机构理论数学模型,并设计了鲁棒滑模控制器(SMC);最后,搭建液压执行机构实验平台,将滑模控制算法和传统PID控制算法进行位置控制实验,对比分析两者位置伺服控制响应速度和控制精度,实验结果表明本文设计的滑模控制算法的正确性和有效性,为今后液压执行机构位置控制上提供参考。

电液伺服系统的模糊神经网络并行自学习鲁棒控制

基于模糊神经网络结构,提出了一种复合式控制方案,解决了传统自适应控制中模型的在线辨识和控制器的在线设计问题。达到了对不确定非线性系统的高精度榆出跟踪;通过引入运行监控器,解决了模糊神经网络实时性差的问题;同时,利用一个鲁棒反馈控制器,来保证模糊神经网络学习初期闭环系统的稳定性。应用到电流力伺服加载系统中,获得满意控制效果。

基于准滑动模态的动态非平衡身管高精度俯仰控制

非平衡身管俯仰系统属于典型的电液伺服系统,在路面波动条件下实现其高精度位置控制,可有效提升身管武器的远程精准打击能力。为此,分析非平衡身管俯仰工作原理及路面波动影响机制,建立各组件的数学模型并联立得到系统状态空间模型;基于准滑动模态,设计改进饱和函数的双幂次趋进律滑模控制器;最后,搭建路面波动条件下非平衡身管俯仰滑模控制仿真模型,进行仿真分析并与指数趋进律、双幂次趋进律滑模控制器的控制效果对比,验证所提方法的可行性和有效性。结果表明:所提方法具有跟踪精度高、响应时间短、抖振抑制效果好且所需能量少等优势,可满足动态非平衡身管高精度控制的需求。

高精度电液系统连续型推理控制研究

该文针对一高精度电液位置系统 ,应用连续推理控制算法设计了控制器 ,有效地克服了系统存在的干摩擦及系统参数变化大的影响 。

电液数字伺服双缸同步控制系统

大型机械臂等液压执行元件在驱动过程中由于力平衡和结构等方面的原因,对同步控制的精度和响应速度要求较高。为消除磁滞、饱和等非线性因素的影响,采用一种新型的电液数字伺服阀构成位置同步闭环系统,该阀具有结构简单、抗污染能力强、可实现计算机直接控制等优点。对系统进行了数学建模和理论仿真,并得到实验结果。表明该同步系统具有响应速度快,控制精度高的优点,其同步误差控制在0.05mm以内。

提高液压三轴仿真转台位置控制精度的具体措施

针对如何提高液压三轴仿真转台转角位置精度这一问题,首先阐述了伺服放大器、伺服阀、传感器、液压马达、液压源等的选择和设计的几项措施,指出了系统各组成元件的合理选择和结构方案的正确设计是决定系统最终满足性能要求的基础,然后根据电液伺服系统的非线性特点,提出了模型跟踪模糊自适应复合控制方式,实验结果表明,该控制方法具有较好的适应性和较高的位置控制精度,同时也表明,控制策略的合理选择可以进一步改善系统的动态性能。

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。