针对国产液压垫位置控制精度差,生产效率低的问题,提出了一种基于S型曲线规划方法的最优控制策略。首先,分析了泵控液压垫预加速阶段高精度的控制要求,提出了S型曲线规划方法来减小系统运行过程中的冲击振动;其次,构建了最优控制二次型函数,并设计了基于速度位置复合控制要求的最优控制策略;最后,搭建了泵控液压垫模拟实验台,对提出的控制策略进行试验研究。结果表明,基于S型曲线规划的最优控制策略相比于传统的PID控制,速度和位置控制都可以获得较好的控制效果,将为电液伺服泵控液压拉伸垫的工程推广与应用奠定良好的基础。

针对存在不确定性且无速度反馈的自由漂浮双臂空间机器人关节轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于状态观测器的模糊滑模控制方法。根据双臂空间机器人完全驱动动力学方程以及运动学方程,建立自由漂浮状态下系统的关节空间动力学方程。利用模糊系统的万能逼近特性对系统不确定部分进行逼近,并设计状态观测器在线估计系统关节运动的角速度信息。以关节角度和观测器获得的关节角速度作为系统状态反馈,在传统滑模控制方法基础上,进一步考虑系统惯性参数未知导致的建模误差,设计模糊滑模控制器,实现了双臂空间机器人系统关节角度的轨迹跟踪控制。数值仿真验证了所提控制方法的有效性。

为了提高双离合自动变速器(DCT)在各种干扰条件下对期望液压的跟踪精度,提出了一种基于状态观测器的滑模鲁棒控制方法。首先将DCT的工作过程分为空程和滑磨两个阶段进行分析,并分别建立数学模型,然后通过设计自适应律估计出DCT不确定性,并设计了状态观测器来估计DCT活塞位移,最后提出空程和滑磨阶段的滑模鲁棒控制律,实现对DCT液压的精确控制。实验结果表明:设计的方法较模糊PID控制具有更优的性能,液压最大跟踪误差仅为10kPa,同时设计的自适应律能够快速和准确地估计出不确定性,最大估计误差仅为1kPa/s,设计的状态观测器也能够准确估计出活塞位移,最大估计误差仅为0.3×10-3m,大幅提高了DCT液压的控制精度。

提出了一种自适应鲁棒控制器设计新方法,并运用在阀控缸电液位置伺服系统中.首先,将含有确定、不确定、已知、未知、线性和非线性项的电液伺服系统进行完整地数学建模,以状态空间的形式表出.然后利用本文所提的新方法设计自适应鲁棒控制器和相应的自适应律来处理所建模型中的各项元素.该控制器通过设计一个带有虚拟控制量的控制状态空间表达式并结合状态观测器来获得.设计合适的虚拟控制量,可在任意给定条件下,使所有的系统状态都收敛到所设计的理想状态.接着设计李亚普诺夫函数来证明闭环系统的稳定性.最后建立硬件实验平台与经典自适应鲁棒控制方法进行对比实验验证此自适应鲁棒控制器设计新方法的有效性和优势.

对液压位置饲服系统进性了建模,并且采用最优控制理论使误差和控制能消耗最小。在反馈方式上不采用传统状态反馈方式,而采用液压系统固有的压力、伺服阀阀芯位移、位置传感器等信号进行反馈,从而不用构造状态观测器,简单、可行性好。和古典控制理论相比有误差小,响应快,控制能耗小等优点。

以由比例溢流阀与比例调速阀控制的阀控缸系统为研究对象,建立液压系统动力学模型;基于LuGre模型对推进液压缸摩擦力进行补偿;建立鬃毛观测器对阀芯运动特性进行估计并通过Lyapunov第一法证明观测器的稳定性;将液压系统的不确定性和外负载干扰进行整合,并选取自适应率进行估计;基于反步积分自适应控制算法,提出了一种压力-速度复合控制策略并对其稳定性进行验证。以液压缸速度控制为基础,将压力误差引入速度期望,实现阀控缸系统的压力-流量复合控制。建立AMESimMatlab阀控缸系统联合仿真平台来对压力-速度复合控制策略性能进行分析。仿真结果表明:压力-速度复合控制器在阀控缸系统速度调节、突变负载以及负载扰动等工况下均具有良好的控制性能;比例溢流阀溢流量的控制有效减小了系统压力的波动和超调;改变压力误差占比可有效改变地层...

为进一步提高玉米收获机自动控制性能及作业效率,针对割台高度调节准确度较差的问题,提出一种基于状态估计的改进趋近律优化滑模控制方法。与PID控制方法、传统滑模控制方法进行实验对比,验证了该鲁棒滑模优化控制方法有效提高了液压系统的控制精度,增强了控制系统的鲁棒性,为玉米收获机自动调高装置控制策略研究提供参考。

永磁直驱伺服系统由于摩擦和扰动的存在,无法满足系统准确性和稳定性的要求。基于此,提出采用自适应摩擦估计方法实现对系统中摩擦力矩的观测和补偿。建立直驱伺服系统的数学模型,设计了用于摩擦估计的状态观测器模型,为获得摩擦力矩的一般表达形式,通过多项式拟合,结合观测器输出,建立新的摩擦力矩一般表达式;提出一种具有补偿反馈和比例积分反馈的控制律,通过试验验证了提出的摩擦估计模型的有效性;开展了弦信号和方波信号下的试验研究。结果表明:所设计的控制方法能够有效估计和补偿系统中摩擦力,实现转角位置的高精度跟踪。

利用基于二次调节技术的主动升沉补偿实验平台,设计为轮机工程专业配套的在线波浪预报实验,钢丝绳动态伸长量状态观测实验以及主动升沉补偿综合实验.此三实验涉及了前馈控制,状态观测器设计方法等现代自动控制理论的相关知识点,包含了Matlab编程、仿真、实操验证以及数据处理等环节.实验具有学科前沿性,在深化和巩固所学知识点的过程中能够全方位地锻炼学生的科研能力.

根据非对称缸电液位置伺服系统的组成,对系统中的阀控非对称缸的数学模型进行了研究,得出基于全状态反馈的电液伺服系统的框图和仿真模型.控制器采用全维状态观测器实现状态反馈,以二阶工程最佳为优化目标.仿真结果表明：该控制器实现了液压位置伺服系统的极点配置,完成了优化目标,验证了全状态反馈控制应用在非对称缸电液伺服系统中的可行性.