为了研究机构在复杂压力作用下的材料性能,设计了一套气动变载荷压力加载系统用来模拟复杂压力加载作用。但由于在实际气动压力加载系统应用中存在易受干扰、时滞性大和非线性等问题,难以实现给定波形的精确跟踪。为了提高气动变载荷压力加载系统的跟踪精度,设计了一种分数阶PID(proportion integration differentiation)改进型自抗扰控制器应用于气动变载荷压力加载控制之中,该控制器利用分数阶PID取代常规自抗扰控制器中的非线性状态误差反馈器,因此结合了分数阶PID控制器良好的动态性能和自抗扰控制器良好的抗干扰能力。和常规自抗扰控制进行了仿真和试验比较,结果表明,该控制算法响应速度快,跟踪精度高,抗干扰能力强。

针对气动加载系统压力跟踪控制中的强耦合性、强非线性、不确定性等问题,将跟踪微分器(TD)作为反馈滤波器加入到无模型自适应控制(MFAC)中。结合2种方法的优点,可以有效抑制外界干扰对系统带来的影响,获得更好的输出性能,提高控制系统的鲁棒性。在气动变载荷摩擦磨损实验机控制平台上进行了实验验证,与无模型自适应控制进行对比,实验结果表明,改进的控制器具有抗干扰性强、响应速度快、鲁棒性强等特点。

为解决一类轻载电液位置伺服系统线性自抗扰控制器设计过程中面临的阶次选择问题,本文从系统特性、频域等角度,分析自抗扰框架中“积分器串联结构”与轻载电液位置伺服系统之间的内在联系,得到轻载电液位置伺服系统在自抗扰控制框架下是本质“一阶”系统的结论,从而合理设计了1阶线性自抗扰控制器.在此基础上,提出了有效的控制器参数整定方法,并分析了闭环系统的稳定性.仿真和试验结果表明,与高阶相比1阶线性自抗扰控制器可以更好地控制动态过程较快、负载较轻的惯性负载电液位置伺服系统,为自抗扰控制在液压伺服领域的工程应用提供了参考.

针对电液位置伺服控制系统的比例阀死区、参数不确定及外部未知扰动等问题,设计了由自抗扰控制器与死区逆补偿构成的串联控制器。首先基于实验辨识构造死区逆模型对死区进行预补偿,然后根据系统特性设计了一阶自抗扰控制器,构造改进的扩张状态观测器对“总扰动”进行实时估计,并通过非线性控制律给予主动补偿。联合仿真与试验结果表明,所提出的串联控制器有效地补偿了比例阀死区,提高了系统动态性能和位置跟踪精度。

针对齿轮传动系统在空间与地面不同运行环境下的运动试验要求，设计了一种考虑运动副间隙的齿轮运动行为模拟试验平台。并采用工控机开发了一种齿轮行为模拟试验平台测控系统。该试验机的驱动力由伺服电动机提供：齿轮间隙调节系统由伺服电动机配合直线滑台完成；力矩加载方式采用磁粉制动器变载荷加载；重力模拟采用气动变载荷加载；制动器加载和气动加载部分均采用经典PID闭环控制，保证试验要求的加载性能。对系统齿轮副进行多次传动性能试验，证明该试验平台性能稳定。测控系统工作可靠。并且通过在不同加载及转速条件下对齿轮传动系统进行多次重复试验和数据分析来研究齿轮转速、齿轮间隙、负载转矩、模拟重力等因素对齿轮传动系统工作效率的影响。

为研究不同重力环境下空间机构运动过程中含间隙铰的运动特性,以含间隙曲柄摇杆机构为研究对象,进行了不同重力环境下含间隙旋转铰质心运动行为分析。采用连续接触等效模型建立地面和空间微重力环境下的含间隙曲柄摇杆机构模型;继而在ADAMS软件中搭建模型,分别进行不同重力环境、间隙大小和曲柄转速条件下的含间隙曲柄摇杆机构仿真实验,并完成含间隙旋转铰质心运动特性分析。仿真结果表明：重力场加速度为0时,含间隙旋转铰质心运动行为基本不受转速影响;重力场加速度为1g时,含间隙旋转铰质心运动范围随转速的增大而增大。且两种重力环境下的仿真结果均显示出,间隙越大,含间隙旋转铰质心运动行为越容易发生突变。

内高压成形机水平缸同步控制技术对汽车管状零件的生产具有重要意义。对基于实验平台建立的液压系统数学模型进行了Matlab同步控制仿真研究，以及控制系统优化后的实验验证，从引入比例方向阀中位死区补偿和采用西门子专用闭环模块FM355C两个方面对水平缸同步控制进行优化改进。实验结果表明：中位死区补偿可以提高比例阀的响应速率，专用闭环模块FM355C具有优于集成闭环控制函数FB41的同步控制效果，实验中水平缸对模拟曲线的跟踪效果有了较大的改善，并提高了同步控制精度。

根据液压电梯的控制要求及特点，研究并设计了新型液压电梯ＰＬＣ集选控制系统，给出了外部接线图及程序流程图，并提出了几点改进措施。

本文提出了减少ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ点数的几种有效方法，这些方法不仅适用于适用于电梯，而且可以推广到机械电梯ＰＬＣ控制系统中，对于减少电梯ＰＬＣ控制系统的成本，具有一一的实用推广价值。

气动加载系统具有时滞、时变及强非线性等特点为了提高气动加载系统的控制精度克服传统PI控制算法的不足提出一种气动压力加载系统的模糊自适应逆控制方案。利用模糊辨识理论对气动加载系统进行离线逆建模得到初始逆模型并将该初始逆模型作为初始控制器控制气动加载系统的输出压力运行过程中采用最小方均根（Least mean squareLMS）滤波算法在线修正控制器的参数。基于VC＋＋6.0软件开发平台设计系统实时控制程序在一套电气比例压力阀控气动加载系统上进行试验研究。通过与PI控制算法、模糊比例积分微分（ProportionintegrationdifferentiationPID）控制算法进行比较结果表明设计的气动加载系统控制器控制精度高、响应速度快、抗扰能力强。