为实现高速开关阀控气动位置伺服系统的精确控制,以4个高速开关阀控制气缸的结构作为研究对象,提出一种模糊自适应PID算法以提高其控制精度。介绍了系统的结构与工作原理,并在此基础上建立系统数学模型。针对常规PID控制器难以适应多工况位置跟踪的问题,利用模糊控制原理对PID控制器的参数进行在线调整,以满足系统控制过程中对于参数的不同要求。实验结果表明,采用模糊自适应PID控制能够获得良好的位置控制性能。跟踪不同幅值阶跃信号时,均能够实现无超调位置跟踪且稳态误差小于0.2 mm,跟踪幅值为30 mm,频率为0.5 Hz的正弦信号时,最大跟踪误差、平均跟踪误差及标准跟踪误差分别为2.4,0.82,0.46 mm。

目前,在开关阀控气动位置伺服系统中,常用的控制策略有PWM方式和PCM方式,二者都存在难以克服的缺陷.文章针对一个由微机、无杆气缸、高速开关阀等组成的气动位置伺服系统,提出学习控制方式.实验证明.该系统具有学习能力,能实现气缸的无超调定位,解决了PWM控制方式中开关阀的使用寿命及噪声问题,有一定的定位精度和可靠性.

文章针对气动位置伺服系统本身的特点,将神经网络控制算法应用于实际控制中,实验证明神经网络控制和辩识器的联合使用可以有效地消除由于气体本身的压缩性和摩擦力时变性所造成的系统非线性的影响.

针对气动位置伺服系统跟踪控制中系统受压力波动、摩擦力扰动等非线性因素影响较大的特点，该文提出采用RBF神经网络自校正控制器来实现活塞位移的控制，仿真结果表明，这种控制器跟踪速度快，控制精度高。

由于气动位置伺服系统非线性强、快速精确控制比较困难，该文设计了Friedland—Park非线性加速度观测器，结合实验研究，采用位置、速度、加速度闭环变参数控制策略进行气动伺服系统的位置控制研究。该策略既可以避免位移信号重复微分而引起的失真，又有效地抑制了非线性摩擦力的干扰。实验结果表明，该控制策略结构简单，实用性强，控制精度达到要求，适合推广应用。

针对现有高精度气动位置伺服控制算法复杂、难于工程实现的问题以灰色关联分析理论为基础提出基于传统控制算法的灰色关联补偿控制新方法。该方法将灰色关联控制与传统控制相结合在传统控制回路中增加灰色关联补偿控制器。该补偿控制器根据控制系统实际输出与期望输出数据序列之间的几何形状相似性和距离计算两者之间的加权灰色关联度设计灰色关联补偿控制律对传统控制器的控制输出进行动态补偿。以DGPL型无杆气缸为控制对象进行气动位置伺服控制的仿真与试验研究对比灰色关联补偿控制方法与传统控制方法（比例积分微分（Proportional-integral-differentialPID）控制、模糊控制）的控制精度。仿真与试验结果表明在相同的控制器参数下灰色关联补偿控制的控制效果优于常规控制器的控制效果补偿控制器参数经过适当调整可以实现气动

针对高速开关阀控气动位置伺服系统所具有的模型参数不确定性、不确定非线性以及外干扰为实现气缸的高精度运动轨迹跟踪控制设计了基于标准投影映射的自适应鲁棒控制器。该控制器通过在线最小二乘参数估计来减小模型中参数不确定性利用基于反步法设计的非线性鲁棒控制来抑制参数估计误差、不确定非线性以及外干扰的影响从而保证一定的瞬态性能和高的气缸运动轨迹控制精度。由于运用了标准投影映射以保证在线参数估计有界控制器的两个部分可以独立进行设计。试验表明所设计的控制器能获得良好的轨迹跟踪控制性能对干扰具有较强的性能鲁棒性系统跟踪幅值为0.09 m频率为0.5 Hz的正弦期望轨迹时最大绝对跟踪误差为1.51 mm标准跟踪误差0.72 mm。

该文建立了基于比例流量阀控的气动位置伺服系统数学模型，并在此模型基础上进行最优状态反馈控制器设计，在实验中比较分析了常规PID控制和最优状态反馈控制器对系统性能的调节。研究结果表明系统性能稳定、超调小、响应快，抗干扰能力强。