为了改善铝杆旋压机进给系统的控制性能,在分析进给系统中两路伺服油缸在不同工况下的运动特点后,提出电液伺服系统位移协同控制策略。首先阐述了旋压机进给系统运动过程及技术指标,并对液压进给控制系统进行设计与研究;其次根据交叉耦合控制理论,建立了AMEsim和Simulink的联合仿真模型。最后,基于模糊PID设计了双缸闭环位置协同控制结构,完成了两路油缸的位置协同控制,保证了协同误差在精度范围内。联合仿真曲线对比结果表明,基于模糊PID的控制系统的协同精度远高于传统PID控制,有较好的控制性能。

针对数控凸轮磨削机床在加工过程中存在的周期性、重复性轮廓误差和不易建模等问题,提出一种基于数据驱动的轮廓误差补偿策略。在数控凸轮磨削机床的单轴伺服跟踪系统中加入无模型自适应迭代学习控制,该方法沿迭代轴引入伪偏导数,将复杂的非线性系统动态线性化处理。针对两轴之间由于伺服跟踪误差不同导致的滞后量不同,利用交叉耦合迭代学习控制,将补偿量按照交叉耦合系数反馈到单轴伺服控制系统中,实现对凸轮磨削轮廓误差的补偿。最后通过仿真实验验证了提出的轮廓误差补偿策略可以有效减小凸轮的轮廓误差,提高了数控凸轮磨削机床的加工精度。

针对轧机单独传动系统中上下轧辊的拖动电机速度同步精度不高、在正弦扰动下同步性能和抗干扰性能较差的问题,以直流调速系统为研究对象,提出了基于Widrow-Hoff学习算法的神经网络同步控制器和扰动观测器相结合的策略。该策略利用神经网络同步控制器实现电机速度同步,利用扰动观测器观测扰动,并将其补偿至电机输入端,以提高抗干扰性能。仿真结果和分析表明,与未引入扰动观测器的两个电机同步控制系统相比,该控制策略能使系统保持较高的同步性能,在轧制钢材时抗干扰能力更强,同步精度更高,速度同步误差保持在0.0005以下。

为了满足机床、起重、造纸等行业中对多(双)电机同步控制系统的需要,针对现有双电机系统在启动和有负载扰动时会产生较大的转速同步误差从而易发生差速震荡的缺点,提出了一种新的转速同步控制方法。首先设计了改进时间与绝对误差乘积的积分评价指标(IITAE)下的改进粒子群算法(IPSO),对系统的控制器参数进行整定;然后从系统整体同步性能的角度出发,利用单神经元算法的交叉耦合控制器对双电机系统的同步性进行实时控制。通过simulink仿真和dSPACE实验对比结果表明所提控制方法大大增强了双电机系统的转速同步性、鲁棒性和动态跟踪性能。

针对无陀螺惯性导航系统角速度解算精度不高，设计并制作了十二加速度计惯组实物模型。该方案充分利用了十二加速度计的输出信息，给出了这种配置下的2种不积分的角速度解算方法。对于加速度计间不可避免地存在的交叉耦合效应，给出了相应的解耦算法。实验结果表明：十二加速度计配置方案不积分算法有效抑制了由于积分带来的加速度计输出误差的累积，比九加速度计积分方案的角速度解算精度提高了1个数量级。解耦算法使加速度计的输出精度提高了1个数量级，有效地降低了加速度计间的交叉耦合效应。

基于永磁直线电机(PMLM)的龙门式运动平台广泛应用于芯片封装领域,但由于两PMLM间存在横梁机械耦合,因此较难实现系统的快速响应和精准同步。以龙门运动平台为研究对象,设计三环闭合控制回路后,提出一种基于模糊前馈的控制策略,同时辅以交叉耦合同步控制器,实现系统的快速同步性能。对传统PID同步控制和基于模糊前馈的同步控制算法进行对比分析,仿真结果表明:模糊前馈控制阶跃响应的上升时间为48.5 ms,比传统PID控制缩短了65%;交叉耦合同步算法在保证定位精度的同时,使得系统具有良好的同步跟随性能和较强的抗干扰能力,基本满足芯片封装高速高精度的要求。

非对称液压缸同步控制系统在大型、重型工业设备中应用广泛,其同步性能和响应速度直接影响设备的稳定运行。为了进一步优化对称阀控非对称液压缸同步系统,对阀控非对称液压缸进行建模分析。基于非对称液压缸特性及负载变化范围大的特点,提出了模糊补偿控制方法来提高液压缸的响应速度;针对液压缸的同步问题,设计了交叉耦合的前馈补偿控制方式来缩小同步误差。利用AMESim搭建液压回路系统模型作为控制对象,并联合Simulink搭建控制系统进行仿真。仿真结果表明:相比于改进前,在负载不断变化且具有偏载的情况下,含双重补偿的同步控制可以明显减小液压同步系统的跟踪误差与同步误差。

为提高多轴联动实验平台的执行轨迹轮廓误差精度，提出一种基于遗传算法的交叉耦合控制器优化设计方法。首先建立单轴跟踪误差与轨迹轮廓误差的数学模型，并确定优化目标函数；其次，采用有限冲击响应的交叉耦合控制器结构，并确定优化变量和约束条件；最后通过遗传算法对优化问题进行求解，确定最优交叉耦合控制器参数。通过仿真分析研究此方法的可行性和有效性，仿真结果表明所提方法能够在不占用数控系统插补周期的基础上，有效提高单轴跟踪误差和执行轨迹的轮廓误差，为提高数控加工零件表面质量提出有效解决方案。

液压折弯机的同步控制直接影响其加工精度,提出一种新的基于单神经元PID的交叉耦合控制方式控制策略,利用AMESim与Simulink软件对折弯机液压系统进行联合仿真,并比较了在“主从方式”和“交叉耦合控制方式”下PID控制效果。仿真结果表明：神经元PID交叉耦合控制策略控制精度高、系统响应快,其控制性能要优于PID控制。

针对车载液压支撑系统的同步控制需求，提出一种支撑液压缸同步控制策略。建立非对称液压缸以及电液比例调速阀数学模型，以具体车载液压系统为研究对象，针对液压缸关于输出位移的负载容积函数，搭建了对应Simulink的模型，输出位移返回到液压缸负载容积进行迭代运算，对液压系统的动态特性进行了仿真分析。提出采用交叉耦合的控制方法对两支撑液压缸进行同步控制，通过仿真分析，表明该液压系统同步控制策略同步精度高、响应快速。