对石油钢管高压试水过程中水压与油压的平衡跟踪控制问题,本文在钢管水压试验机计算机控制系统中,采用变结构PID算法和非线性控制实用控制算法对其跟踪控制,实现水压机安全可靠工作.该控制系统具有PLC电气控制和电液比例阀的液压控制,水压试验机实现在线测控,设置参数,数据库及管理打印功能.

在自动化、智能化发展趋势下,闭环运动控制成为液压机电装备重要的底层控制算法。以直线运动液压缸推动关节回转运动这一典型机构为研究对象,开展其速度跟踪控制研究:首先建立其非线性动力学模型,进而设计了基于该模型的自适应鲁棒速度控制器,对其中非线性和不确定性等进行了有效补偿,并在理论层面证明其跟踪性能。通过与常用控制方法的对比,验证了所提出控制方法在控制精度方面的提升成效。

针对数字式电液作动器的位置控制展开研究,提出了一种基于模型的算法,能够实时地对数字式电液作动器系统的状态进行预测,并根据预测的状态完成位置控制。在脉冲宽度调制(PWM)和脉冲数量调制(PNM)的基础上,改进了数字阀系统的控制方法,建立了完整的数字式电液作动器系统模型,并通过软件联合仿真得到了作动器的控制结果。最终结果表明:采用基于模型的算法,能够使得作动器的追踪精度达到0.5mm。与传统方法相比,该方法逻辑简单,可行性强,控制效果较好。

以电液伺服变量泵的变量机构为研究对象,针对跟踪阶跃信号时系统容易产生超调的问题,提出了一种非线性PI控制方法。建立了电液伺服变量泵的变量机构的非线性模型,设计了一种包含有分段非线性函数和光滑开关函数的非线性组合形式PI控制器。与经典PID控制器相比,仿真和试验结果表明非线性PI控制器在对阶跃信号跟踪时超调量小,过渡时间短,响应速度快,具有更好的控制效果。

为提高液压马达驱动工作轴速度控制的有效性,提出一种用于液压马达驱动工作轴速度控制的模糊自整定方法。在分析液压马达驱动工作轴速度控制系统结构的基础上,对速度控制进行数学建模。利用工作轴的转角,建立工作轴的力矩方程;通过滑轮不同侧的皮带拉力,求取液压马达转子的力矩方程;采用马达转子的位移,计算流经液压马达的流量,进而得出速度控制系统的状态方程。以神经网络为基础,将系统的速度误差及误差的变化率作为神经网络的输入信号,设计神经网络隶属函数层模糊规则,求取隶属函数层节点的输出信号,进而实现对液压马达驱动工作轴速度的模糊自整定控制。利用所提方法和PID方法对目标速度进行追踪测试。结果表明:所提方法比PID方法的追踪准确度高9.12%,验证所提方法对液压马达驱动工作轴的速度控制的有效性。

针对悬臂式掘进机截割头位置控制问题,建立掘进机截割部系统非线性模型。分析截割部回转比例阀控双缸液压系统和升降比例阀控双缸同步液压系统的压力、流量特性,结合回转和升降机械系统的运动学和动力学分析,建立截割部系统非线性数学模型。在MATLAB/Simulink环境构建截割部系统仿真模型,对掘进机典型截割工况进行仿真。仿真结果表明:悬臂的回转角度与升降角度能够很好地跟踪目标角度,且模型能反映截割部系统各参数的变化情况,为后续掘进机截割头的精确定位及掘进机的自动截割提供了理论基础。

为方便更换磨损的刀具或者在复杂地层中有效地脱困,设计一种基于自适应滑模控制的泥水盾构刀盘伸缩系统。该系统有若干个相同的伸缩缸,建立伸缩缸系统的数学模型。结合滑模控制和自适应鲁棒控制,设计非线性控制器。通过李雅普诺夫理论验证伸缩缸系统的稳定性。利用AMESim和Simulink联合仿真验证所提控制策略的有效性。结果表明:所设计的刀盘伸缩系统位置跟随精度较高,自适应性较好。

为提高电液负载模拟器的跟踪精度，针对其存在的大量非线性特性和模型不确定性等问题，建立了系统非线性数学模型，基于传统的误差符号积分鲁棒控制方法，融合自适应控制的思想，设计了一种自适应误差符号积分鲁棒控制方法。该方法无需获知模型不确定性的确切界，其积分鲁棒增益的取值可在线调节，更好地克服了模型不确定性对系统的影响，在舵机运动干扰作用下实现了系统的渐近稳定性能。仿真对比结果验证了该控制方法的优良性能。

针对先进歼击机功率电传作动系统舵面控制的需求,提出了一种具有电气-液压复合调节容积式舵机的结构方案,并讨论了这种舵机的操纵状态和工作特性.在此基础上,推导了描述舵机动态特性的非线性状态方程.然后,采用非线性系统的几何控制理论,证明了系统满足精确线性化的条件,并给出了基于时间-误差性能指标(ITAE)最小的最优控制律,成功地解决了复合舵机控制系统存在的交联问题和相乘非线性问题.所提出的控制方法奠定了电气-液压复合舵机非线性控制理论的基础.

某型飞机前起落架气动负载模拟采用电液伺服系统,针对其本质非线性系统的特点采用反馈线性化将其变为可控的线性系统,并导出其最优控制律.文中建立了气动负载模拟系统的数学模型,给出了线性化及控制律的求解过程.仿真和实验结果表明,对于该系统采用非线性控制方法,系统能保证力矩跟踪性能并有效抑制前起操纵引起的多余力矩.