针对轴对称矢量喷管的功能要求,设计一种基于模糊PID控制的轴对称矢量喷管液压伺服系统。运用AMESim和MATLAB/Simulink对该系统进行建模与联合仿真,并与常规PID控制进行比较,分析系统的响应特点,验证电液伺服阀冗余备份功能和故障回中功能的可行性。仿真结果表明所设计的轴对称矢量喷管液压伺服系统具有良好的工作性能,而加入模糊PID控制的系统具有更好的稳态特性、动态特性和更强的鲁棒性,同时验证了电液伺服阀冗余备份功能和故障回中功能是切实可行的。

为了解决液压无级变速器模糊PID控制准确度不高的问题,设计了一种基于改进粒子群(PSO)优化模糊PID控制方法,并通过仿真手段分析系统中正弦信号和阶跃信号响应性能差异性。研究结果表明,阶跃信号下,改进PSO算法优化模糊PID控制器可以实现马达转速与目标马达转速之间达到良好跟踪效果,超调量只需1 s便可以完成调节。正弦信号下,改进PSO算法优化模糊PID控制器最大跟踪误差为3%,具备低超调量、高鲁棒性等优点,开发的液压无级变速器可以满足马达转速的高效、准确跟踪效果。

为了提高液压变速器转速跟踪能力,开发了一种改进粒子群(IPSO)优化模糊PID控制算法。利用Matlab/Simulink分析阶跃负载信号时响应性能差异性,在HMCVT段范围内完成无级调速的控制效果。研究结果表明负载影响下,系统扰动幅值快速降低55rad/min。受系统闭环反馈影响,在0.1s内重新跟踪输入参数,可以使HMCVT泵控系统1s时间完成马达转速跟踪的功能。本次开发的HMCVT泵控系统可以满足马达转速的准确跟踪效果,具备低超调量、高鲁棒性等优点。

为解决电杆滚焊机加工中钢筋笼直径小、长度长且有锥度需要变径的难题,研发基于PLC控制、无线LORA射频技术和红外技术的滚焊机控制系统,实现对滚焊机的自动变径,旋转焊接、拉筋进给、托筋盘转速匹配等滚焊机基本操作,结合上位机对滚焊机进行参数设置、在线监测和实时控制等。利用无线LORA射频通信技术实现对自动夹具、气动支撑装置和推笼装置的气缸电磁阀进行远程无线控制;利用红外技术实现对旋转绕筋输送过程中的焊接速度匹配焊接。既避免了装置在运动过程中的接线缠绕问题,又满足使用需求。该系统实现了电杆钢筋笼的快速焊接、过程显示、故障报警和处理等功能,具有一定的实用性和推广价值。

首先对变频泵控调速系统进行理论分析，建立了系统的数学模型。针对系统的非线性、变负载等特性，利用模糊PID作为系统的控制方案，设计模糊PID控制器。最后运用Matlab分别对系统的常规PID控制和模糊PID控制进行仿真，对其效果进行验证。

变频泵控调速系统通过改变输入供电频率来改变电机的转速,从而改变定量泵的排量,实现对液压缸的速度调节。相比于传统的阀控调速系统,无节流损失,效率高,结构简单,精度高,适用于对精度要求高的大惯量液压提升机械。本文利用智能IPM模块及DSP控制器搭建1套基于DSP的泵控液压缸调速系统平台,通过DSP输出SVPWM波控制IPM模块,实现泵控液压缸的变频调速。针对该系统的非线性、变负载等特性,利用模糊PID作为系统的控制方案,实现PID参数的在线自整定,以满足系统对动态特性以及鲁棒性的要求。

基于核电用锆管性能测试要求，研制设计了超高压锆管内压闭端爆破测试系统。针对超高压伺服系统，推导了该压力控制伺服系统的数学模型，应用模糊PID算法控制系统加载进行爆破试验，以克服系统的非线性对电液伺服系统的不利影响。仿真结果和实验结果均表明，模糊HD控制的超高压系统具有良好的控制性能，该系统达到了对锆合金核燃料包壳管室温闭端爆破性能及材料在施加内压过程应变测试的ASTMB811-90标准要求。

气动人工肌肉是一种新型的气动执行器，具有重量轻、输出力／缸径比大等优点。设计了一种采用4根气动人工肌肉的并联驱动平台，并以高速开关阀控制气动人工肌肉实现平台的运动。为实现运动平台高精度的位置控制，针对该系统设计了模糊PID控制器，较传统的PID控制器，这种模糊控制器能够对PID的参数进行在线自动调整，因而能够满足变工况下的控制精度要求。实验结果验证了模糊PID控制器对于运动平台高精度位置控制的有效性。

针对造船工艺对型材冷弯机送料机构送料精度的要求,设计一种应用型材冷弯机的模糊自适应PID控制器。该控制器以常规PID控制为基础,根据偏差和偏差的变化率,利用模糊逻辑实现PID参数的在线调整,进一步完善了PID控制器的性能,提高了位置控制系统的精度。仿真结果表明：该控制器具有常规PID控制器高精度的特点,又具有模糊控制器响应速度快的特点,而且具有良好的动态、稳定性能以及较强的鲁棒性,能够使送料机构达到满意的控制效果。

液压缸具有非线性和不确定等特性，采用传统的PID控制方法不易于取得良好的控制效果。本文设计了一种模糊PID控制器，将其应用于液压缸力的控制，仿真和试验结果表明，该控制方法能够改善系统的动态特性，提高稳态精度。