承重试验台同步加载系统设计计算及模糊PID耦合调平控制

针对试验台加载系统需具有高效率、快响应和高同步精度的特点,设计了一套液压油路系统,并开发了一种模糊PID交叉耦合同步调平四缸的控制算法。通过对理论模型输出位移的实时跟踪,实现了试验台的同步加载和精确调平控制。基于AMESim建立的同步加载系统的仿真结果,验证了主从式控制与模糊PID交叉耦合控制方案设计的合理性和可靠性。调平系统实验进一步表明,改变四液压油缸负载值使液压油缸负载不同步,可明显提高系统的高精度同步性能。     

基于AMESim的承重实验台同步加载系统液压调平设计与实验研究

以承重实验台同步加载系统为研究对象,设计了一套液压调平系统油路,得到了油缸缸径、液压系统流量等参数的理论解。利用AMESim软件对实验台液压调平系统的复杂工况进行了动力学仿真,结果表明:在2s～11s内,液压系统的波动现象逐渐减弱;在12s～30s内系统已完全调平,实验台工作平稳,无振荡现象。液压调平实验过程中速度和位移的实验数据与仿真计算间的误差范围分别为1.2～3.5和0.01～0.47,仿真计算结果能够较准确地描述液压系统的调平过程,表明本文设计的液压调平系统油路方案具有较好的科学性和可行性,且满足实际工况的要求。     

基于模糊PID的直流力矩电机转速控制

在分析模糊控制和 PID 控制结合方式的基础上,设计了一个二维模糊 PID 控制算法,该算法根据误差信号是否达到阈值来决定何时在模糊控制与 PID 控制之间切换。采用编码器、80196KC 单片机、16 位 D/A 转换器和直流力矩电并结合上述控制算法构成直流力矩电机的模糊PID 稳速控制系统。通过对标准 PID 和模糊 PID 实测数据分析比较说明,模糊 PID 控制可以达到无超调输出,其调节时间小于标准 PID 控制的调节时间,稳态误差小于万分之四。     

猎雷声纳基阵姿态稳定系统自适应反步法控制

针对带非线性摩擦力矩和负载扰动的高精度猎雷声纳基阵姿态稳定系统,提出了一种基于神经网络的自适应反步法控制方法。其中神经网络用于估计未知非线性摩擦力矩,进而设计反步法控制器和参数自适应律来对神经网络估计误差和负载扰动进行补偿。最后应用Lyapunov方法证明了所提出的自适应控制器能保证闭环系统的稳定性,并且可以通过选择适当的控制器参数来调整收敛率。仿真结果表明,基于神经网络的自适应反步法控制方法与PID控制相比,系统的动、静态性能指标及鲁棒性得到了全面的改善,与双闭环PID控制相比,跟踪精度提高了3倍多。     

模糊控制理论在有源磁悬浮系统中的应用

建立了陀螺浮子磁悬浮数学模型,对该系统进行了MATLAB仿真并分析了该系统的刚度和阻尼特性。在此基础上,计算了满足刚度和阻尼特性的PID控制器参数,仿真结果表明,基于刚度和阻尼特性的PID控制器能够基本满足系统的要求,但响应时间过长。因此进行了模糊控制理论在磁悬浮系统中的研究,提出了模糊-PID控制。以经典PID控制器参数为参考,建立了模糊控制隶属度函数,设计了模糊控制表格,并对模糊-PID控制器在该系统中的应用进行了仿真研究,仿真结果表明,建立在经典PID控制器基础上的模糊-PID控制能够得到较好的稳态特性和动态性能,鲁棒性也得到增强,能够在一定程度上提高液浮陀螺仪的精度和抗干扰能力。     

???????PID??????????????????о?

在仿真研究1/4车体二自由度液压半主动悬架的基础上,设计了一种 用于1/2车体的液压半主动悬架的参数自整定模糊PID控制器,并利用模糊控制规则对 PID参数进行在线修改. 以正弦信号路面、脉冲信号路面和C级路面3种典型路面作为输入 信号,应用MATLAB/Simulink控制系统仿真软件对该半主动悬架模型进行的计算机仿真表明, 具有模糊PID控制器的半主动悬架在提高车辆乘坐的舒适性方面要明显优于一般的模糊控制 悬架,具有更好的自适应能力.     

消息与动态(42)

电液伺服控制的多试件低频海水腐蚀疲劳试验装置最近通过专家技术鉴定。该装置是力学研究所十二室腐蚀疲劳组自行设计建成的,主要由液压加载系统、电液伺服控制系统、海水循环及阴极保护系统和微机监测及控制系统等四部分组成。该装置能同时独立地进行三十 ...     

消息与动态

电液伺服控制的多试件低频海水腐蚀疲劳试验装置最近通过专家技术鉴定。该装置是力学研究所十二室腐蚀疲劳组自行设计建成的,主要由液压加载系统、电液伺服控制系统、海水循环及阴极保护系统和微机监测及控制系统等四部分组成。该装置能同时独立地进行三十     

一种自适应模糊PID复合控制在液压仿真转台中的应用

针对液压仿真转台伺服系统的非线性特点，提出了一种模糊控制与局部积分控制相结合的复合控制方式。当系统的偏差较大时主要采用模糊控制器对系统的偏差进行快速调节以加快系统的响应过程；当系统的偏差小于某一值时，加入积分控制以保证系统的精度。为了提高模糊控制器的性能，采用了规则可调整的模糊控制器。实验结果表明：该方法能有效地克服液压伺服系统的非线性和参数的不稳定性以及外部干扰对系统的影响，具有较高的控制精度和鲁棒性能，完全适合于液压仿真转台伺服系统的控制。     

仿鱼尾推进器在动力航向控制上的应用

传统的螺旋桨推进器工作噪声大,效率低,而仿鱼尾推进器技术有望改进这些不足,从而提出利用仿鱼尾推进动力定位的思想。通过对鱼尾推进模式和动力学的研究,设计出了最佳参数的仿鱼尾推进器。首先根据力的分解和拉格朗日动力学方程,计算出了前向推进力和各关节转矩,为课题研究奠定了力学基础;在动力定位控制研究中,通过惯性测量装置获取运动信息,采用卡尔曼滤波的数据融合算法实现姿态信息的解算,建立x方向上的空间运动模型并使用模糊自适应PID算法和传统PID算法仿真模拟。系统稳定性分析显示,PID控制存在14%的超调,而模糊自适应PID控制算法没有出现超调,两者的稳定时间均在240 s左右。最后由仿真分析验证模糊自适应PID算法更适合动力定位控制。     

陀螺Fuzzy-PID温度控制系统研究

对于具有大时间延迟环节并难以建立精确数学模型的陀螺温度控制系统,提出采用模糊自整定PID控制参数的Fuzzy-PID陀螺温度控制方法。该方法可以集模糊控制与PID控制之所长,有较好的抗干扰能力。温控及高低温实验证明,该系统可以达到所要求的快速启动、输出稳定并能较好适应工作环境变化等精度要求。     

微负荷摩擦测试系统

研究了采用浮力原理施力，用高灵敏度应变传感器测力的微负荷摩擦试验方法。测试结果表明，微负荷摩擦测试系统具有较高的分辨率和测试精度。     

Simulation and hybrid fuzzy-PID control for positioning of a hydraulic system

Accuracy and precision of position control of hydraulic systems are key parameters for engineering applications in order to set more economical and quality systems. In this context, this paper presents modeling and position control of a hydraulic actuation system consisting of an asymmetric hydraulic cylinder driven by a four way, three position proportional valve. In this system model, the bulk modulus is considered as a variable. In addition, the Hybrid Fuzzy-PID Controller with Coupled Rules (HFPIDCR) is proposed for position control of the hydraulic system and its performance is tested by simulation studies. The novel aspect of this controller is to combine fuzzy logic and PID controllers in terms of a switching condition. Simulation results of the HFPIDCR based controller are compared with the results of classical PID, Fuzzy Logic Controller (FLC), and Hybrid Fuzzy-PID controller (HFPID). As a result, it is demonstrated that Hybrid Fuzzy PID Controller with Coupled Rules is more effective than other controllers.     

高速磁浮双向主动控制系统模型参数分析

磁浮控制系统是磁浮列车的重要组成部分,是保证磁浮运行的安全性和平稳性的关键部分.本文以PID控制器为研究对象,为了研究磁浮列车中悬浮控制的动态性能与控制参数的变化规律,建立了基于状态反馈的PID磁浮控制系统的数学模型,并通过多体动力学软件SIMPACK联合可视化仿真工具MATLAB/SIMULINK建立了耦合分析模型,进行了多参数的比较分析.系统讨论了单磁铁控制器在不同PID控制参数下,磁浮间隙和磁浮电磁铁加速度等监测控制量的变化曲线,并针对双向受力状态的不同,分别研究了具体工况下高速磁浮的竖向和横向控制性能.研究表明:本文所使用的高速磁浮控制系统模型,具有较强的抗干扰性和鲁棒性,控制性能优秀,其参数分析方法可为未来实际工程的建设提供技术支撑.     

评价半流体润滑剂性能的齿轮台架

作者对全尺寸功率流封闭式齿轮试验台架成功地进行了改进和完善,发展了一种测试方法齐全、测量精度高的齿轮试验台架与测试系统,并以其进行了00~#半流体润滑脂、50~#机械油等润滑时啮合齿面间的油膜电压、齿轮传动效率、减速器的振动和噪声、润滑剂的温升和抗磨性能等多方面的对比分析和评价。结果表明,这种全尺寸齿轮试验台架与测试系统对半流体润滑剂性能的评价分析是可靠的,适合作为各种半流体润滑剂性能的全尺寸试验台架推广应用。     

微载荷含油轴承摩擦性能研究Ⅰ.摩擦试验机设计

研制了1种针对径向轴承的微载荷摩擦试验机,介绍了其工作原理及结构,即利用外加载荷抵消浮动测试架重量以施加微小载荷,并利用激光位置传感器(PSD传感器)实现无接触位移测量;同时测量了摩擦副的转动角度并计算出摩擦系数;采用摩擦转角测量法和外加力矩平衡摩擦法测量微载荷下的摩擦性能,以测量时间末端位置作为位置基准,通过极限偏载平衡进行载荷标定.结果表明:微载荷摩擦试验机可应用于径向轴承在微小载荷下的摩擦力测量;可以通过在较大范围内设置结构参数来研究径向轴承的摩擦特性;并可利用数据采集技术研究速度和载荷连续变化条件下的摩擦性能.     

Numerical and experimental analysis of the first-and second-mode instability in a rotor-bearing system

Aiming at the oil film instability of the sliding bearing at high speeds, a rotor test rig is built to study the non-linear dynamic behaviours caused by the first- and second-mode instability. A lumped mass model (LMM) of the rotor system considering the gyroscopic effect is established, in which the graphite self-lubricating bearing and the sliding bearing are simulated by a spring–damping model and a nonlinear oil film force model based on the assumption of short bearings, respectively. Moreover, a finite element model is also established to verify the validity of the LMM. The researches focus on the effects of two loading conditions (the first- and second-mode imbalance excitation) on the onset of instability and nonlinear responses of the rotor-bearing system by using the amplitude–frequency response, spectrum cascade, vibration waveform, orbit, and Poincaré map. Finally, experiments are carried out on the test rig. Simulation and experiment all show that oil film instability can excite complicated combination frequency components about the rotating frequency and the first-/second-mode whirl/whip frequency.     

空间三轴机抖激光陀螺交流稳频系统设计

针对空间三轴机抖激光陀螺设计了交流稳频控制系统,分析了系统原理,进行了Simulink仿真建模和试验研究。在系统原理中分析了控制过程,推导了系统函数,通过Simulink交流稳频系统仿真建模摸索了空间三轴机抖激光陀螺交流稳频系统中PID参数对系统响应的影响,并得到了优化参数(K_P=0.048,K_I=0.0021,K_D=0.0037),为硬件调试提供了参考。将交流稳频控制系统应用于国产某型空间三轴机抖激光陀螺进行试验,试验结果显示通过PID参数调节后的交流稳频陀螺PZT码值变化平稳,陀螺静态脉冲输出稳定,与原直流稳频控制方法相比将空间三轴机抖激光陀螺的精度提高了20%。