Application of Nonlinear Friction Compensation to Pneumatic Positioning

For a pneumatic actuator,precise positioning is difficult to obtain because of the compressibility of air and the static friction and Coulomb friction.This paper develops a nonlinear friction compensation scheme for precise positioning of a pneumatic system.This Scheme is tested by simulation and experiment and is shown to be effective.

煤矿智能单轨吊研究进展与关键技术

分析了目前常用的5种矿用单轨吊(即防爆柴油机单轨吊、防爆蓄电池单轨吊、气动单轨吊、绳牵引单轨吊和电缆拖挂单轨吊)的优缺点,指出防爆柴油机单轨吊和防爆蓄电池单轨吊因运输能力强,已广泛应用于煤矿井下设备及物料运输,防爆蓄电池单轨吊因其绿色清洁的特点,逐渐成为煤矿井下辅助运输的重点研发装备。从电池驱动、定位、测控、信息传输4个方面分析了矿用单轨吊系统的研究现状,指出目前的矿用单轨吊系统存在自动化、智能化水平低等问题,要实现单轨吊智能化运输,需研究单轨吊锂电池防爆及电池管理、全局与局部融合精确定位、多传感器信息融合智能测控、边缘计算信息传输等关键技术。针对锂电池防爆及电池管理技术,提出了基于变密度法的防爆大容量锂电池结构拓扑优化设计方法,及基于改进麻雀搜索算法/遗传算法的均衡管理方案;针对精确定位技术,提出了惯导+里程计融合的全局定位方法,及基于视觉+UWB组合的局部定位方法;针对智能测控技术,提出了基于递推最小二乘算法/二阶近似扩展卡尔曼滤波的智能检测方法、随动电子围栏实时构建方法和基于模糊规则的矢量控制方法;针对信息传输技术,提出了基于融合5G网络的“本地-近程-地面”通信系统架构,及基于边缘计算的分布式数据计算及传输方法。煤矿智能单轨吊关键技术问题和解决方案的提出,为加快煤矿智能单轨吊发展提供了一种新思路。

基于STM32的比例阀控气缸位置伺服控制器

传统的工控机控制系统具有成本高、功耗高、体积大、操作复杂等特点,针对这些问题,提出了一种基于嵌入式技术的比例方向阀控气缸位置伺服控制方法。首先,分析了气动位置伺服控制器的实际需求,设计了控制器的最小系统、主控板、模数扩展板和数模扩展板的硬件电路;然后,在集成开发环境Keil MDK下,使用C语言进行了嵌入式软件编写,在跨平台嵌入式软件编程环境Qt下,使用Visual C++语言进行了上位机软件编写;最后,为了验证气动位置伺服控制器的有效性,搭建了比例方向阀控气缸位置伺服控制实验平台,利用所开发的嵌入式气动位置伺服控制器,分别进行了气缸的定位控制和轨迹跟踪实验。实验结果表明:该伺服控制器能够简单、有效地实现气缸位置控制的目的,在跟踪频率为0.5 Hz的参考轨迹时,轨迹跟踪最大误差约为4.6 mm;在跟踪频率为0.25 Hz的参考轨迹时,轨迹跟踪最大误差约为3.1 mm。研究结果表明:该位置伺服控制方法具有良好的控制性能,能够适用于对控制精度要求不是特别苛刻的场合。

泵控非对称液压缸系统高精度位置控制方法

针对已开发的单向比例泵控非对称液压缸系统实验平台,为了实现该类系统的无超调位置控制,通过分析系统的工作原理及特性,基于系统的流量连续性方程和力平衡方程,提出采用带约束的三阶状态空间模型来描述单向比例泵控非对称液压缸系统的方法.基于模型预测控制理论和QPhild二次优化算法,设计适用于该模型的模型预测控制器来保证系统的无超调位置输出.实验结果表明,运用模型预测方法能够避免换向阀切换引入的系统非线性,有效地解决泵控非对称液压缸系统的超调问题,实现多约束条件下的高精度位置控制.

基于预测控制的单向比例泵控非对称液压缸系统控制方法

为了解决单向比例泵控非对称液压缸系统的无超调位置控制问题,提出了采用带约束的三阶状态空间模型描述单向比例泵控非对称液压缸系统的方法,设计了一种适用于该模型的模型预测控制器来保证系统的无超调位置输出.仿真结果表明,运用模型预测方法能够避免换向阀切换引入的系统非线性,并有效解决泵控非对称液压缸系统的超调问题,实现多约束条件下的高精度位置控制.

基于磁流变技术的气压传动与控制

研制了把气缸和MR阻尼器串联组成的气 -MR阻尼缸 ,并对其阻尼力进行分析计算和仿真实验。由气 -MR阻尼缸作为执行件方便设计成MR气动闭环控制系统 ,对MR气压传动与控制系统的控制算法进行了初步的分析研究。

气动比例系统定位特性研究

通过对气动比例控制系统进行多因素多水平正交试验,对影响系统定位精度的流量、压力以及工作负载等主要参数进行了试验测量。并且通过回归分析对试验数据进行了显著性分析,找到各因素对系统的定位精度的影响规律。为提高系统的控制性能奠定了基础。

基于神经网络控制的电力机器人位置控制系统研究

建立了以气缸和气动阀为主的电力机器人位置控制系统的动力模型.根据系统的非线性特点,引入神经网络控制策略.利用神经网络自学习、非线性映射等特点,设计出基于BP网络的PID控制器,并进行仿真.结果表明,这种控制策略,能明显地改善系统的动静态性能,可以实现气缸活塞全行程任意位置的精确定位.

单端封闭气缸的高速开关阀PWM控制系统

给出了一种高速开关阀阀控气缸系统的单端封闭PWM开关控制工作模式,并根据系统的传递函数模型运用仿真的方法得到了动态及静态特性,在此基础上提出单端封闭的阀控气缸系统控制方法,在所搭建装置上进行的实验表明:该装置可实现单端封闭气缸活塞位置的PWM定位控制,验证了所提出方法的可行性,为高速开关阀的PWM气动位置/压力控制系统构建提供了理论分析和设计基础。

HDL型双针筒织袜机的改进设计

通过市场调研和分析,在借鉴国外双针筒袜机最新研究水平的基础上,针对韩国兄弟公司生产的HDL型双针筒织袜机,主要从机械设计制造、控制系统等方面进行了改良设计和开发.

基于自适应模糊PID控制的气缸定位

气缸在低速运动时会出现抖动现象，即爬行现象，这严重地影响了系统稳定性和定位精度。为了提高系统性能，针对气动位置控制的非线性特征．提出了基于自适应模糊PID控制的气缸定位控制系统。通过建立气缸的数学模型，基于sjmulink分别采用PID、模糊控制和自适应模糊PID控制对气缸运动控制进行了仿真研究，仿真结果表明：自适应模糊PID控制系统结合了模糊控制和PID控制的优点，减小了气缸爬行现象对位置控制精度的影响。

PWM阀控单端封闭气缸系统的工作

本文给出了高速开关阀阀控气缸系统的单端封闭PWM开关控制的两种工作模式,一种是通过对一定压力气源的PWM断续控制,改变系统的阶跃响应时间,气缸活塞的位移只能通过改变压差调节;另一种是通过气源和大气的PWM交替接入控制,实现占空比-位移/压力或压差-位移/压力比例控制。根据系统的传递函数模型运用仿真的方法得到了动态及静态特性,在此基础上提出单端封闭的阀控气缸系统控制方法,在所搭建装置上进行的实验表明:装置可实现单端封闭气缸活塞位置的PWM定位控制,验证了所提出方法的可行性,为今后高速开关阀的PWM气动位置/压力控制系统构建提供了理论分析和设计基础。

单出杆低摩擦气缸位置伺服控制系统的分析与研究

本文控制对象为单出杆低摩擦气缸,针对该气缸两腔作用面积非对称和活塞伸缩过程所受摩擦力不同,深入分析其特性,并根据其特点设计了PID算法。实验结果表明,该系统对于不同负载,在活塞的伸出和缩进过程都能够取得良好的控制效果。

模糊PID控制算法在气缸位置伺服控制中的应用

对有非线性的气缸进行位置伺服控制 ,采用模糊PID作为控制器的控制算法 ,提出了分区间分段利用模糊方法调节PID参数的算法。实验结果表明 ,这样既能防止超调又能提高响应速度 ,明显地改善了系统的动态和静态性能 ,并且对气源压力及负载变化的鲁棒性也较强。

基于PC机的气缸定位控制系统

提出一种以PC上位机为核心,以Visual C++为开发平台的控制系统,实现气缸精确定位控制。选择参数自整定Fuzzy-PID控制算法,利用比例方向控制阀、标准气缸、位移传感器和数据采集卡等元件,建立气缸定位控制系统实验平台。利用PC强大的数据处理能力实现Fuzzy-PID控制算法,以及PC丰富的外部接口实现输入输出模块的连接,可以有效节约系统开发成本。

气动包装机械计算机控制与定位方法

气动包装机已在国内外广泛推广使用， 因为气动包装是有高速无污染机构， 简单成本低廉等优点，但在包装过程中如何实现准确快速定位，实现精确送料、封口、计量、打印等动作，要求机械控制系统重复精度要高。应用本系统原理设计的各类气动包装机械，不但可以实现计算机全自动化控制，而且具有非常好的使用性能，本文研究重点推出了应用“ＰＣＭ”控制的廉价气动控制新途径。

计算机控制气动包装机械定位方法

气动包装机已在国内外广泛推广使用,因为气动包装具有高速、无污染、机构简单、成本低廉等优点。在包装过程中,为实现准确快速定位及精确送料、封口、计量、打印等动作,要求机械控制系统重复精度要高。应用计算机及PCM控制的各类气动包装机械,不但可以实现计算机全自动化控制,并可实现准确定位。

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。