大型挠性空间机械臂动力学与减速比对振动抑制影响

大型空间机械臂在操作过程中,一个突出的问题是超低频挠性,不仅存在机械臂的弯曲振动,而且还存在关节的扭转变形振动,关节控制中,一个重要问题是在实现关节位置控制的同时如何稳定和衰减机械臂及其关节的低频挠性振动.与关节驱动结构相关的减速比参数如何影响振动抑制的效果是空间机械臂关节设计中需要分析的问题,这关系到如何合理选择减速比参数.运用集中参数法对空间机械臂的关节驱动及其挠性组合动力学进行建模,研究了同时抑制关节振动和机械臂振动的一种稳定性策略,通过数值仿真分析了减速比参数对振动抑制的影响,提出了选择减速比参数的方法.这对未来空间站工程的大型挠性空间机械臂设计、动力学与控制研究中具有可应用的参考价值.     

遗传算法整定PID参数的超磁致伸缩作动器控制策略研究

为提高超磁致伸缩作动器的控制精度和效率,在分析超磁致伸缩作动器基本原理的基础上,首先建立了作动器的控制系统数学模型;然后,利用遗传算法整定PID参数的方式对作动器进行了控制,并利用Simulink搭建作动器控制框图进行了仿真分析;最后,与传统PID控制效果进行的对比分析。结果表明:所提出的基于遗传算法整定PID参数的方法可以有效提高系统控制效果。     

导弹自动驾驶仪的模糊自整定免疫PID控制

提出了一种模糊自整定免疫PID控制器的设计方案.该控制器将免疫反馈机理与传统的模糊PID控制有机地结合起来,实现了对控制系统的参数自整定.给出了某战术导弹自动驾驶仪的传递函数和仿真试验设计.仿真结果表明,这种模糊自整定免疫PID控制效果明显优于传统的模糊PID控制方式,具有较强的抗干扰能力,特别对变参数系统具有较强的鲁棒性.     

陆地车辆导航仪中方位保持温控系统的研究

针对方位保持部件温控系统 ,提出了一种分时分段 PID控制与级间控制相结合的三级温控方案 ,以及用遗传算法进行参数整定的方法。同时 ,介绍了温控系统的软、硬件实现 ,并给出了试验结果。     

机载雷达伺服系统模糊自整定PID控制研究

针对机载雷达伺服系统提出了一种参数模糊自整定PID控制,利用模糊控制规则在线对PID参数进行修改,克服了传统PID控制的一些缺点.详细介绍了参数模糊自整定PID控制的基本原理及设计方法,并采用MATLAB/SIMULINK中的模糊控制工具箱对系统进行了辅助设计与仿真实验.仿真结果表明,该控制方法可以提高雷达伺服系统的动、静态特性,使整个系统获得较好的性能.     

一种新型的随动系统变结构模糊位置控制器

将变结构自适应PID控制及模糊控制两种控制技术相结合,设计了一种新型的变结构自适应模糊PID位置控制器。采用变结构自适应PID控制器进行误差控制,对前馈参数采用模糊控制方法进行在线整定,实现了前馈补偿与误差控制的精确匹配,进一步抑制系统抖动现象,提高系统跟踪精度。试验结果表明,将变结构自适应模糊PID位置控制器应用于数字交流随动系统的位置控制中,既能保证系统的稳定性和快速性,又具有很好的跟踪精度,较好地解决了随动系统跟踪精度、稳定性、快速性要求高,参数难以相互协调匹配的问题,大大改善系统闭环响应的品质,提高了系统的控制性能。     

自适应模糊PID控制器的设计和仿真

在参数自适应模糊PID控制器的基础上,利用模糊推理的方法实现了对PID参数的在线自动整定,并且在MATLAB软件下将该控制器在某系统中的应用进行了研究,仿真结果表明,参数自适应模糊PID控制能使系统达到满意的控制效果,对进一步应用研究具有较大的参考价值.     

起重机防摇摆模糊自适应PID控制的仿真

起重机起吊过程中,由于绳索摇摆,使吊物位置变化复杂,线路变化非线性,吊物位置不确定;而采用常规定参数PID控制难以解决货物位置控制问题,无法对起重机的位置和摆角进行精确控制。针对这些问题,采用拉格朗日能量法建立起重机起吊系统模型,提出一种基于模糊自适应PID控制的起重机起吊控制方法,结合模糊控制理论对PID参数进行自适应整定。仿真结果表明,与传统定参数PID控制相比,模糊自适应PID控制具有良好的适应性和鲁棒性,可提高起重机起吊系统的动态性能。     

交流伺服系统模糊内模PID控制器设计

针对高精度交流伺服系统,将内模控制和模糊控制相结合,提出了一种模糊内模PID控制器设计方法.该控制器仅有一个可调参数,且能根据系统的偏差及其变化,利用模糊逻辑在线自动整定,克服了常规内模控制器参数整定要在系统标称性能和鲁棒性之间进行折衷选择的局限性,仿真结果表明模糊内模PID控制器既改善了系统的动态特性,又增强了系统的鲁棒性,将该控制器应用于某位置伺服系统,实验结果表明系统的性能和精度明显优于常规内模控制.     

基于小波配点法的空间机械臂关节轨迹规划

针对平面型空间机械臂关节轨迹优化问题,提出一种基于小波配点法的数值算法。该算法在区间样条小波函数及其导数算法的基础上,对状态变量与控制变量在小波配点上作离散化处理,然后将原最优控制问题转化为以小波系数为优化参数的非线性规划问题,利用非线性规划算法求解该问题得到原问题的解。算法可充分利用小波具有非线性逼近的优点,提高计算精度和效率。对典型问题进行数值仿真,结果表明该算法对空间机械臂关节轨迹优化问题是有效的。     

一种采用自适应遗传算法的模糊自整定控制器

针对模糊自整定控制器参数寻优能力差的不足,研究了采用自适应交叉概率与变异概率的遗传算法,提出了用这种自适应遗传算法改善模糊自整定控制器性能的方法。对采用自适应遗传算法的模糊自整定控制器与一般的模糊自适应控制器作了仿真对比研究,说明了前者的优越性。     

基于模糊神经网络的储运发箱吊装PID控制

针对火箭炮储运发箱自动吊装系统中存在的非线性因素,如电液伺服系统中存在的摩擦和间隙以及吊装过程中受到的扰动,传统PID控制难以实现高精度控制。对自动吊装系统中的各部件建模,提出一种通过模糊神经网络整定PID参数的控制方法。将偏差、偏差变化量和偏差累计量作为输入,利用RBF神经网络优化模糊规则,对PID的3个参数:K_p、K_i、K_d进行整定。根据仿真结果,采用RBF模糊神经网络调整后,能有效提高抗干扰能力和吊装的定位精度。     

自适应模糊PID控制在空气取水装置中的应用

传统PID控制应用在具有较大滞后性、时变性和非线性系统时,参数一旦整定就不能自动调节,因此,系统随条件变化自动调节的能力不强,控制效果不佳.针对这种情况,将模糊控制和常规PID控制相结合,提出一种基于模糊控制规则的自适应模糊PID控制方法,实现了PID参数在线实时整定,并将其应用于空气取水装置蒸发器过热度控制中.通过Matlab仿真,与常规PID控制仿真曲线比较表明,该控制方式具有动态响应快,超调量小,控制精度高等特点,在研制的空气取水装置中取得了较好的控制效果.     

导弹自动驾驶仪改进遗传模糊控制器设计

针对导弹飞行控制系统具有参考模型不精确,非线性时变的特点,设计了一种新型的导弹自动驾驶仪的模拟退火遗传模糊PID控制器。该控制器是利用模糊控制器的模糊推理能力,在线整定PID控制器参数,再采用遗传算法与模拟退火算法结合,离线搜索寻优模糊控制器中的隶属函数参数集。Matlab仿真实验结果表明,所设计的控制器能够使系统具有良好的动态性能、鲁棒性以及全弹道性能,利用模糊查询表可满足系统的实时性要求,工程应用前景较好。     

穿浪双体船纵向运动模糊PID控制

针对穿浪双体船高速情况下的纵摇和垂荡运动影响乘船舒适性的问题,分析了穿浪双体船的运动规律,给出了其纵向运动控制模型,并根据控制模型的多输入多输出系统特点,分别针对纵摇和升沉两个通道设计了独立的PID控制器。在此基础上,进一步将模糊控制理论应用于PID参数的整定,给出了具体的设计方法,并根据人工经验设计了详细的参数整定规则。经仿真分析表明:模糊逻辑的引入使得PID控制器具备了自适应功能,能够取得更好的减摇效果。     

PID参数模糊自整定控制器的设计与仿真研究

针对常规PID控制器不能在线进行参数自整定的问题,结合模糊控制技术,提出了一种 PID参数模糊自整定的方法.运用 Matlab模糊逻辑工具箱进行仿真研究表明,该模糊 PID控制器能迅速消除系统余差,改善普通模糊控制器的性能;既具有PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速、适应性强的特点,保证了调节系统具有良好的动、稳态特性.     

基于模糊基函数网络的机械臂免模型输出反馈PD控制

针对无速度信息的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种带观测器的机械臂免模型模糊基函数网络输出反馈PD控制。所设计的模糊基函数网络被用来估计关节速度,并同时用来补偿系统的未知不确定。网络的权值及参数调整采用混合算法,且能够在线自适应实时调整,不需要离线学习阶段。所提出的观测器及控制器均不需要任何的机械臂动态模型(包括惯性矩阵逆),并通过引入PD控制使整个方案更易工程实现。基于Lyapunov理论证明了整个闭环系统一致最终有界。两关节机械臂试验结果进一步证明了这种基于观测器的反馈控制算法的有效性。     

基于改进神经网络PID的永磁同步电机控制研究

永磁同步电机是高度耦合的非线性时变系统,针对传统的比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制方式不能完全发挥内置式永磁同步电机的最大转矩电流比控制响应快、精度高的优点,提出了一种基于差分进化算法的优化神经网络对电流环PID参数进行整定的控制方法,采用Matlab/Simulink对电机搭建仿真模型进行了验证,并与常规PID控制方法进行比较。结果表明,提出的优化控制方法具有较好的控制精度和动态特性。     

改进火炮拖动随动系统跟随特性的方法

为了提高火炮拖动随动系统跟随误差精度,在三环伺服控制系统的基础上,提出了一种经典控制和智能控制相结合的方法.利用误差补偿的思想,在位置环采用前馈校正和超前校正的复合控制.采用模糊PI参数自整定控制的思想,在速度环上设计了智能模糊控制器.仿真结果表明,与PID控制系统相比较,系统的动态误差精度从10-3提高到10-4,明显地增强了火炮拖动随动系统的动态跟随特性,并使系统具有较强的鲁棒性.     

基于继电辨识自整定控制器的研究

为了在复杂的动态操作环境下实现PID参数的自整定,探讨了基于继电反馈的参数自整定法,仿真结果表明使用该方法可以轻易实现自整定.一方面证明了这种识别和控制程序的先进、简单.另一方面,与以往的方法相比,这种新控制器有更强的抗干扰性、更好的鲁棒性能和动态响应.此外,该方法成功地应用于有大的时间滞后的一阶加纯滞后(FOPDT)系统,这是其他传统PID自整定方法所不能实现的.