考虑输入时滞的舵机伺服系统自适应指令滤波输出反馈控制

针对舵机伺服系统运行过程中存在复杂非线性以及信号输入时滞、使系统的精度降低,严重时甚至造成系统失稳的问题,提出了一种考虑输入时滞的自适应指令滤波输出反馈控制策略。首先,将系统中存在的输入时滞考虑为控制器信号输入时滞,给出舵机伺服系统状态方程,选用梯度下降法设计时滞估计律对未知时滞进行估计;其次,将系统中存在的复杂非线性统一为扰动,选用扩展状态观测器(ESO)加以估计,将观测的系统状态值用于设计控制量实现输出反馈控制;然后,选用指令滤波将高阶求导过程转化为求积分,实现信号滤波以抑制微分噪声;最后,基于Lyapunov-Krasovskii泛函稳定性定理证明控制器实现系统有界稳定。仿真及实验表明,所提的控制方法与传统反步控制方法、自抗扰控制和比例微分积分(PID)控制方法相比,响应时间分别提升了92%、88%和51%,跟踪精度分别提升了90%、84%和26%。

无阀电液伺服操舵装置的单神经元自适应PID控制研究

针对无阀电液伺服操舵装置参数慢时变的非线性控制问题,提出了一种基于单神经元的自适应PID控制方案。该算法以即刻误差评估函数为控制目标,采用最小梯度下降法,推导出单神经元连接权值的自适应调整算法,并使用Matlab/Simulink进行了对比仿真,仿真结果表明:单神经元自适应PID控制算法在提高操舵装置的动态特性以及适应参数变化方面优于常规PID控制算法,对提高操舵装置控制品质具有指导意义。

基于模糊自适应PID控制的舵机系统仿真研究

介绍了舵机系统原理。以某型舵机为研究对象建立了舵机系统数学模型。基于模糊自适应PID控制理论设计了舵回路控制器,对提出的方法与常规PID算法进行了SIMULINK仿真和对比分析。结果表明:该控制器具有很好的鲁棒性和抗干扰能力,控制效果较好。

某水下航行器舵机液压伺服系统建模仿真

以某水下航行器舵机液压伺服系统为研究对象,建立舵机液压系统的数学模型。针对实际工况,基于AMESim仿真软件,对该液压伺服系统的动态响应特性、抗干扰能力进行仿真分析。仿真结果表明该系统具有良好的动态响应特性和较好的抗干扰能力,对实际工程应用具有一定的指导意义。

基于C51单片机的智能循迹小车设计与实现

介绍了一种基于C51单片机的智能循迹小车。设计了以AT89S52单片机为核心,通过QTI红外传感器检测路面黑线的控制系统。单片机根据传感器信号控制360°伺服舵机,实现小车左右轮的速度和方向的控制。系统电路结构简单。实际测试证明,该系统控制下的小车具有很好的识别能力,为轮式机器人的设计制作提供了参考。

扭矩嵌入检测的机器人关节伺服舵机研究

为提高绘图机器人的轨迹跟踪精度,提出了一种嵌入式扭矩检测的谐波驱动伺服舵机。首先介绍了绘图机器人的结构;然后从机械结构、扭矩检测原理和控制方法这三方面对嵌入式扭矩检测的谐波驱动伺服舵机进行了设计。该伺服舵机通过贴于谐波齿轮柔轮上的应变片来检测机器人各关节扭矩,这种结构既不增加系统的物理尺寸,也不减小其刚性。最后,将所设计的伺服舵机应用于绘图机器人进行绘图,实验结果表明了其有效性。

基于EASY5的船舶舵机电液伺服系统建模与仿真

电液伺服系统作为控制系统的一种有效的控制方法,在船舶液压控制中有着极其重要的地位,本文采用目前先进的MSCEASY5软件对某船舶舵机电液伺服系统进行建模并仿真,仿真结果与实际运行情况基本吻合,这对分析舵机液压系统的静、动态特性,优化系统有着重要的意义。

基于数字伺服步进液压缸的船舶舵机密封性研究

随着船舶设计和制造技术的不断发展,船舶逐渐向大型化方向发展,对船舶控制系统提出了更高的要求,其中,船舶舵机是船舶控制系统的核心执行装置,该装置的密封性能将直接影响船舶舵机的稳定性和安全性。本文对数字伺服步进液压缸的工作原理和船舶舵机密封性进行研究,利用数字控制提高船舶舵机的密封性能。

舰船操舵仪液压控制阀的研究

根据舰船操舵仪及舵机系统的工作要求 ,分析了双喷嘴挡板电液伺服阀和射流管式电液伺服阀的应用情况 。

基于陀螺仪与伺服舵机的自动安平系统设计

针对目前传统的安平系统在实用性和适用性未能满足多方面要求,无法解决同时兼顾安平范围、调节精度和响应速度的问题,根据三轴陀螺仪传感器与伺服舵机控制原理,设计了一种新型的自动安平系统,通过三轴陀螺仪传感器检测重力加速度方向以获取倾角信息,由STM32F103系列微控制器对采集获取的数据进行了数字滤波和分析计算等处理,并结合PWM脉宽调制技术和PID算法控制伺服舵机机组,实现了双自由度的水平调节,并且对系统的机械结构进行了优化设计,有效增大了安平范围。研究结果表明,该自动安平系统在-90°^+90°范围内的调节精度达到10′33″,水平度误差控制在0.1%~0.5%范围之内,调整时间小于2 s,相对于其他安平系统,具有更低的生产成本和更高的自动化程度。

无人艇直驱式电液伺服舵机系统建模与仿真

喷水推进舵机在船舶行业被广泛用于实现船体的转向控制,是船舶最重要的辅件之一。直驱式电液伺服系统因结构简单、能源效率高而特别适用于喷水推进无人艇的舵机系统。本文以“精海”无人艇的喷水推进直驱式电液伺服舵机系统为研究对象,添加执行机构曲柄-滑块和喷水负载的模型,构建较精确和完整的舵机仿真系统。

基于蚁群遗传算法的舵机系统辨识（英文）

舵机作为船用重要部件,是保证船舶航行和操控的关键。目前液压舵机在大型船舶上被广泛使用,大型液压舵机在应用是面临着参数非线性,负载变化等问题,因此,在设计过程中需要对其进行系统参数辨识,以精准设计其控制器。为实现高效设计控制器,应用蚁群算法对其进行系统参数辨识,首先根据数学模型推导舵机的动态方程,然后对一组信号的输出和系统响应进行辨识,根据辨识的结果对控制模型进行修正。为大型液压舵机的设计和系统参数辨识奠定了理论基础。

基于单片机的智能避障小车系统设计

介绍了一种基于AT89S52单片机的智能避障小车。系统以AT89S52为控制核心,采用3组红外传感器完成障碍物检测。通过I/O口控制360°伺服舵机实现小车前进、倒退、转向、避障等动作,利用PWM(脉宽调制)方法可精确控制小车运行速度。系统电路结构简单,响应速度快,实践证明小车能够成功实现自动避障。

液压舵机伺服系统灰色预测模糊PID控制

研究灰色预测模糊PID控制在液压舵机伺服系统中的应用问题。由于液压舵机伺服系统具有典型非线性和不确定性,传统的PID控制很难满足控制要求。为解决这一问题,提出了灰色预测模糊PID控制方法。在Simulink中搭建液压舵机伺服系统的模型并进行仿真,灰色预测模糊PID控制无超调,调节时间为0.008s,消除干扰使系统再次达到稳定的时间为0.045s。结果表明:灰色预测模糊PID控制与传统PID控制、模糊PID控制相比,能有效加快系统的控制速度,缩短调节时间,提高控制精度,具有较强的抗干扰能力。

基于DSP的高可靠舵机控制器设计

电动舵机作为飞行控制系统的安全关键部件,对舵机控制器的精度和动态性能等方面有很高的要求。针对上述要求,设计并实现了一种采用数字信号处理器(DSP)为控制核心的控制电路、驱动电路及旋转电涡流传感器等检测电路共同组成的硬件设计方案,控制策略采用电流-速度-位置三闭环控制结构,其中位置环采用了位置反馈+前馈补偿的复合控制算法。实验测试表明,系统无超调量和静态误差,表明系统具有很好的稳态和动态性能,控制精度高。

船用直驱式电液伺服舵机设计与控制

直接驱动容积控制技术(DDVC)是交流伺服调速技术和液压传动技术相结合的产物,具有控制灵活和传动功率大的双重优点。本文将直接驱动容积控制技术应用于船舶舵机中,设计了一种直驱式电液伺服舵机,利用AMESim/Simulink联合仿真技术搭建系统模型,针对系统特性设计模糊PID控制器并进行仿真分析,搭建实验台并进行转舵实验,结果表明:应用模糊PID控制算法的系统在响应时间、稳态误差及鲁棒性方面均优于普通PID控制算法,本文所设计的直驱式电液伺服舵机满足实际工程应用需求。

基于降阶解耦的五相容错伺服电机驱动系统容错控制策略

为提高作战装备的统战性能和可靠性,电驱动系统在武器装备中起到越来越重要的作用,高可靠的电驱动武器装备成为各国力求突破的方向。针对导弹电动舵机因工作环境恶劣导致不可避免的电气故障、常常不能可靠稳定运行的问题,提出一种具备高可靠性的五相容错伺服电机(Permanent magnet fault-tolerant servo motor,PMFSM)伺服系统,为了维持有效定子磁动势不变,实现对故障模式下电机驱动系统的矢量控制策略,提出一套适用于单相开路故障下的Clark和Park变换矩阵。针对故障模式下绕组中性点位偏移对空间矢量脉宽调制(Space vector pulse width modulation,SVPWM)的影响,提出了一种电压补偿策略减弱中性点电位偏移对SVPWM的影响,通过仿真和试验验证所提的五相PMFSM驱动系统的容错控制策略可以使五相PMFSM在绕组单相开路故障下高可靠容错运行,使导弹电动舵机系统有更高的可靠性和更强的容错性。

橡胶-金属缓冲弹簧在飞机舵机电液伺服系统中的应用

针对飞机舵机电液伺服系统在抑制多余力干扰时,缓冲装置无法实现变刚度连续加载的问题,采用在系统结构中设置橡胶-金属缓冲弹簧的结构补偿方法。首先,设计橡胶-金属缓冲弹簧结构,利用ANSYS仿真软件构建有限元模型并对其进行性能分析。通过构建飞机舵机电液伺服系统各元件数学模型,从而得到系统整体数学模型。最后,利用MATLAB仿真软件验证该方法的可行性和有效性。研究结果表明,橡胶-金属缓冲弹簧能够达到技术指标要求,改善系统稳定特性,具有较高的工程实践价值。

飞机舵机电动伺服系统复合控制方法研究

针对飞机舵机电动伺服系统存在多余力矩干扰不易抑制的问题,根据系统结构组成及工作原理,建立了数学模型。设计了结合BP神经网络的PID控制器参数整定、角速度前馈与力矩速度反馈的复合控制策略,提高了系统的稳定特性和加载精度。利用MATLAB仿真环境进行了系统动态特性实验。仿真结果表明,该方法不仅能够有效抑制多余力,而且使系统具有良好跟踪效果,完全能够达到控制性能指标的要求。

某型水下探测器舵机的电磁兼容设计

针对电磁兼容基本要求,分析总结了某型水下探测器舵机在研制过程中电磁兼容性设计,并按照产品要求的国家相关标准完成试验,验证电磁干扰改进措施的有效性,保证舵机具有良好的电磁兼容性能。