针对煤矿综采工作面液压支架传统控制方式存在安全性能差、控制精度较低、压力波动较大等问题,研究了煤矿综采工作面液压支架协同控制安全运维技术,结合智能传感检测技术和耦合控制机理,提出了一种液压支架自适应协同控制安全运维系统,采集和分析液压支架的姿态和位置全过程数据,以实现液压支架之间的协同控制。通过在某煤矿井下1107综采工作面现场安装和应用后得出液压支架协同控制技术能根据围岩性质自动协调控制液压支架状态,集中控制采集的现场数据,从而实现对液压支架的协同控制,控制系统可自动调整千斤顶,控制误差不超过3.5%,取得了满意的实验结果。

设计一种汽车自适应液压悬架控制系统。在汽车重心位置设置采集车身震动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号的传感器,在车轮位置设置采集车速、转向角、加速度等信号的传感器,通过电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)整合和处理各种传感器信息后,液压悬架通过调节液压油压力的调整车辆姿态。为实现上述功能,开发电控连续可调阻尼主动液压减震器,搭载具有神经元自适应控制策略的调节器,使得悬架系统能够根据车速、转向角、加速度等信息快速敏捷地调整车身高度。

针对船体壁面爬行机器人在复杂环境中的操作需求,设计并验证一种四履带式全位置爬壁机器人,旨在提高其自适应能力和操作效率。通过建立三维模型并使用ADAMS软件进行仿真,对机器人在曲面变化、壁面折角以及障碍翻越这3种主要工况下的动力学行为进行了深入的仿真分析。结果显示在曲面变化和壁面折角工况下,机器人通过调整履带倾角和速度,成功实现了稳定过渡;在障碍翻越工况下,尽管后履带出现翘起现象,但通过对履带速度的精确反馈控制,有效解决了可能的内部挤压和滑动问题。此外,样机测试结果进一步验证了机器人的性能,其最大运动速度大于5 m/min,负载极限为20 N,越障高度达到14 mm,均达到或超出设计预期。仿真与样机测试均展现了机器人在关键工况下的出色适应性,成功地实现了稳定过渡和障碍翻越。

针对现有电液伺服系统的非线性、参数不确定导致轨迹跟踪精度低的问题,提出了一种非线性自适应输出反馈控制器。分析了液压系统的非线性模型,为控制器设计提供理论基础。非线性自适应输出反馈控制器包含自适应线性扩展状态观测器(Linear Extended State Observer, LESO)和非线性扰动观测器(Nonlinear Disturbance Observer, NDO),用来估计系统中不可策略状态以及惯性载荷动力学中的失配扰动。实验结果表明,所提出的非线性自适应输出反馈鲁棒控制器可有效解决PI控制器存在的谐振问题。

在X-Y工作台进行打磨、抛光等作业时,保证位置跟踪精度的同时对接触面需施加一定的控制力.基于X-Y工作台动力学模型的基础上,提出一种力/位置混合控制方法.在位置控制回路,采用常规的PID控制方法.在力控制回路,采用自适应模糊PID控制算法.将模糊控制与PID控制相结合,实时对PID参数进行整定,提高系统的鲁棒性和自适应能力.运用MATLAB中fuzzy工具箱,通过和Simulink有机结合,降低了自适应模糊PID控制算法的仿真难度.仿真结果表明该方案相较于常规PID控制方法,位置控制精度和力控制精度有明显改善,提高了系统鲁棒性.

针对多目标产品配置优化问题,考虑实例关系和个性化等约束,构建了以性能、成本和交货期为目标的产品配置模型。设计了一种改进的非支配排序遗传算法(Non-Dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)进行配置模型求解,并根据顾客偏好推荐配置方案。该算法采用动态罚函数处理约束问题,采用自适应交叉和变异概率提高算法收敛速度,对变异操作结果进行模拟退火操作,避免了算法陷入局部最优解,并针对多目标问题改进了Metropolis准则。通过算法验证与实例应用,证明本模型有效可行,改进NSGA-Ⅱ算法在配置问题求解上优于NSGA-Ⅱ算法。

针对存在随机干扰和参数摄动情况下的鲁棒轨迹跟踪问题,基于径向基函数(RBF)神经网络直接自适应控制与滑模控制设计了一种高精度的控制律。以战术导弹中制导段的运动模型为研究对象,将滑模变结构的策略应用到非线性控制律的设计中,针对滑模控制不连续的开关特性造成的抖振现象,利用RBF神经网络对非线性系统的自适应逼近来降低切换增益,削弱抖振。仿真验证了所设计的控制律在随机风干扰与气动参数摄动的条件下,能够实现对轨迹的精确跟踪。

针对磨抛任务中的机器人柔顺恒力控制问题,提出一种动态环境下基于位置的平滑自适应阻抗控制方法。首先研究了机器人磨抛任务空间转换接触力变化过程,使用自抗扰控制中的微分跟踪器来安排过渡过程,使期望力缓慢释放,以减小接触力冲击。然后针对磨抛任务中环境位置不确定性的问题,建立自适应阻抗模型,根据接触力的变化进行自适应调整阻抗参数,实现位置的自适应补偿,并对自适应变阻抗的稳定性进行证明。最后,通过对已有的自适应变阻抗控制方法和所提出的平滑自适应变阻抗控制进行仿真实验对比,并对所提出的平滑自适应变阻抗控制进行实机验证。实验结果表明,平滑自适应阻抗控制方法能够有效地减小力超调,达到更好的力跟踪效果,提高系统的稳定性和鲁棒性。

针对液压AGC（Automatic Gauge Control）系统生产工艺中对厚度控制的要求，设计一种应用于液压AGC系统的模糊自适应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参数的在线自调整，进一步完善PID控制器的性能，提高厚度控制系统的控制精度。仿真结果表明：该控制器既具有常规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、稳态性能以及较强的鲁棒性，能够使液压AGC系统达到满意的控制效果。

工作在低温环境的液压伺服系统的控制器应具有自适应特征。本文通过对阀控非对称液压缸建模，给出了自适应PID调节器对控制参数调节模式。系统可以根据外部环境的变化改变控制策略，以达到改善系统在恶劣环境中工作性能的目的。