设计了一种由升沉补偿机构、纵移补偿机构和横移补偿机构组成的重载三维运动补偿系统,利用SIMULINK和功率键合图理论建立了三维运动补偿系统的仿真模型,分析了其对控制策略的要求,对系统的补偿过程进行了仿真研究。

以不对称电液比例方向阀控制不对称缸的动力机构为例,给出了建立适用于所有的三位四通电液比例阀控缸动力机构、考虑了背压力、油管、泄漏、节流槽形状、平衡点位置等诸多因素影响的数学模型。通过实验和仿真的对比,证明了建立数学建模的方法是正确的。

针对"深海钻柱运动补偿系统负载大时,钻柱运动补偿系统响应的时间长,使得补偿系统在控制过程中出现滞后、反馈补偿出现振荡"等问题,设计了钻柱运动补偿系统中的前馈PID控制器。根据对负载变化趋势的预测结果,采取前馈补偿的方法来减小补偿系统负载变化对钻压产生的影响,提高了系统的响应速度;同时,引入PID反馈控制消除补偿系统在前馈控制过程中产生的误差,提高了系统跟踪补偿的精度。研究结果表明,该方法对于大惯性负载的运动补偿装置控制器的设计具有一定的借鉴意义和实用价值。

针对非线性不确定系统,研究并优化了基于输入信号参考自适应PID控制方法——在模型参考自适应PID控制的基础上以输入信号为参考代替模型参考对系统进行控制。控制方法是基于李雅普诺夫平衡点稳定定理控制方法的系统稳定性推演的,由于控制方法中引入稳定项后使控制过程带来微分项,控制方法中加入滤波器,通过系统的自适应调节最终使系统趋于稳定状态。同时,在控制中加入PID因子使系统的控制性能趋佳。该方法是基于输入信号为参考的自适应控制,减少了模型参考带来的误差。仿真推演结果显示,被控对象可以有较强的适应能力,趋于实现更优的过程控制效果。文中给出了运用于海洋钻井设备运动补偿装置实例的分析。

机床液压夹具受外界干扰严重常用的PID控制不能得到精确的夹紧力为此提出基于自适应控制方法根据夹具的工件原理利用AMESim对液压夹具控制系统建立仿真模型并进行仿真。仿真结果表明：液压夹具在自适应控制器作用下抗干扰能力强可保持良好的压力跟踪能力。

通过在阀控液压缸系统中加校正环节来提高系统刚度，减小了比例方向阀动态特性对系统性能的影响，使系统流量的输出与输入电流成线性关系，消除负载对系统输出流量的影响。经过流量补偿后的阀控液压缸系统可以根据补偿的需要输入相应的电流就可以进行较好的跟踪运动，保证了系统的补偿效果。