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电液位置伺服控制系统设计与实验验证
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作者 程亮 董子健 +2 位作者 赵晶 刘轩 张金营 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第10期10-15,共6页
针对电液位置伺服系统存在外部不确定性扰动和非线性等问题,采用基于敏感度分析(SA)和粒子群优化(PSO)的径向基函数(SAPSO-RBF)神经网络设计电液位置伺服控制系统。利用SAPSO-RBF神经网络估计伺服系统模型中的未知参数并设计伺服系统滑... 针对电液位置伺服系统存在外部不确定性扰动和非线性等问题,采用基于敏感度分析(SA)和粒子群优化(PSO)的径向基函数(SAPSO-RBF)神经网络设计电液位置伺服控制系统。利用SAPSO-RBF神经网络估计伺服系统模型中的未知参数并设计伺服系统滑模控制器,同时搭建双出杆对称液压缸电液位置伺服控制系统实验装置。SAPSO-RBF神经网络滑模控制方法与传统滑模控制方法对比实验结果表明,SAPSO-RBF神经网络滑模控制方法具有更高的跟踪精度、更强的鲁棒性,并且系统抖振得到了有效抑制。 展开更多
关键词 电液位置伺服控制系统 敏感度分析 粒子群优化 滑模控制 实验装置设计
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电液位置伺服控制系统仿真分析及优化 被引量:4
2
作者 张忠 姜飞 +1 位作者 房运涛 刘建文 《机械工程师》 2016年第7期7-9,共3页
文中建立了电液位置伺服控制系统的传递函数模型,利用MATLAB对系统的稳定性进行分析,引入校正环节以改善控制系统的性能;利用AMESim、AMESet对电控制系统进行建模,利用AMESim自带的Design Exploration模块对系统进行优化设计。
关键词 电液位置伺服控制系统 滞后校正 MATLAB AMESIM 优化设计
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基于自抗扰控制器的电液位置伺服控制系统的实验研究 被引量:2
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作者 吕猛 张齐生 +1 位作者 刘春庆 任光合 《流体传动与控制》 2012年第4期7-10,共4页
常用的抗干扰控制方法依赖于对象的精确模型,这对受不确定负载干扰影响的系统是不现实的。PID控制虽然不依赖于对象的模型,但其抗干扰能力不强。针对这一问题,设计了不依赖对象模型的自抗扰控制器,并搭建了模拟受随机负载干扰的电液位... 常用的抗干扰控制方法依赖于对象的精确模型,这对受不确定负载干扰影响的系统是不现实的。PID控制虽然不依赖于对象的模型,但其抗干扰能力不强。针对这一问题,设计了不依赖对象模型的自抗扰控制器,并搭建了模拟受随机负载干扰的电液位置伺服控制系统实验台;然后基于自抗扰控制器,在该实验台上分析研究了该电液位置伺服控制系统的性能。 展开更多
关键词 电液位置伺服控制系统 不确定负载干扰 自抗扰控制 实验研究
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力觉反馈的电液位置伺服控制系统研究 被引量:15
4
作者 巩明德 赵丁选 段秀兵 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期104-107,共4页
通过对力觉临场感主从机械手分析 ,借鉴电随动主从随动控制系统的研究方法 ,结合液压主从操纵机器人的特殊性 ,综合考虑了对称型和力直接反馈型双向伺服控制系统的特点 ,提出了力位置综合型双向伺服控制算法 ,以位置误差和位置误差的变... 通过对力觉临场感主从机械手分析 ,借鉴电随动主从随动控制系统的研究方法 ,结合液压主从操纵机器人的特殊性 ,综合考虑了对称型和力直接反馈型双向伺服控制系统的特点 ,提出了力位置综合型双向伺服控制算法 ,以位置误差和位置误差的变化率形成力反馈控制量 ,以从端受力形成力反馈控制量的增益。 展开更多
关键词 自动控制技术 机器人 电液伺服系统 动态控制
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卡尔曼滤波器在电液位置伺服控制系统中的应用 被引量:1
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作者 柴光远 刘振华 +1 位作者 赵鹏兵 程旭 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第8期36-38,共3页
针对电液位置伺服系统的特点及其性能要求,采用卡尔曼滤波器来克服控制系统中的测量噪声和控制噪声对控制性能的影响,并在MATLAB环境下对该系统进行了动态仿真,结果表明,基于卡尔曼滤波器的PID控制性能优于常规PID控制,其对噪声具有很... 针对电液位置伺服系统的特点及其性能要求,采用卡尔曼滤波器来克服控制系统中的测量噪声和控制噪声对控制性能的影响,并在MATLAB环境下对该系统进行了动态仿真,结果表明,基于卡尔曼滤波器的PID控制性能优于常规PID控制,其对噪声具有很好的抑制作用,同时具有很好的动态响应特性。 展开更多
关键词 电液位置伺服系统 卡尔曼滤波器 PID控制
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基于Fuzzy-PID的电液位置伺服控制系统的FPGA设计与实现 被引量:3
6
作者 梁玉红 黄晓林 《北京电子科技学院学报》 2009年第4期74-81,共8页
本文以电液位置伺服机械手第一关节为研究对象,设计了一种基于VHDL设计、FPGA实现的Fuzzy-PID控制器。分析了模糊(Fuzzy)自整定PID参数的模糊逻辑推理和控制器算法结构,根据自顶向下的流程,对Fuzzy-PID控制器进行了VHDL分层设计,详细说... 本文以电液位置伺服机械手第一关节为研究对象,设计了一种基于VHDL设计、FPGA实现的Fuzzy-PID控制器。分析了模糊(Fuzzy)自整定PID参数的模糊逻辑推理和控制器算法结构,根据自顶向下的流程,对Fuzzy-PID控制器进行了VHDL分层设计,详细说明了模糊逻辑推理、模糊自整定PID电路架构、数据缓存和I/O接口控制的设计原理,最后下载到FPGA芯片实现了Fuzzy-PID控制器。实验表明,FPGA作为单一控制器实现Fuzzy-PID控制算法是可行的和有效的。 展开更多
关键词 电液位置伺服系统 FPGA FUZZY-PID 控制
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基于DSP-NNCPID的电液位置伺服控制系统的设计 被引量:3
7
作者 梁玉红 《北京电子科技学院学报》 2010年第4期47-53,共7页
本文以电液位置伺服机械手第一关节为研究对象,提出一种基于NNC-PID的PC机+DSP控制方案。详细说明了系统硬件电路各部分的设计和系统软件各模块的设计。利用神经NNI-PID控制器的自学习、自适应能力实现PID控制参数的自整定,使系统具有... 本文以电液位置伺服机械手第一关节为研究对象,提出一种基于NNC-PID的PC机+DSP控制方案。详细说明了系统硬件电路各部分的设计和系统软件各模块的设计。利用神经NNI-PID控制器的自学习、自适应能力实现PID控制参数的自整定,使系统具有良好的控制定位和伺服跟踪性能,NNC-PID控制器较好地解决了电液位置伺服系统存在的问题。 展开更多
关键词 电液位置伺服系统 DSP 单神经元 神经NNC-PID 控制
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基于DSP NNC-PID的电液位置伺服控制系统设计
8
作者 梁玉红 《电子设计工程》 2010年第6期47-50,共4页
提出一种NNC-PID电液位置伺服控制系统的设计方法。采用PC机+DSP为主控制器,NNC自学习、自适应对PID参数自整定的控制算法,以满足在非线性、参数时变性、不确定性条件下,对机械手电液位置伺服系统进行高精度和快速响应的控制要求。与常... 提出一种NNC-PID电液位置伺服控制系统的设计方法。采用PC机+DSP为主控制器,NNC自学习、自适应对PID参数自整定的控制算法,以满足在非线性、参数时变性、不确定性条件下,对机械手电液位置伺服系统进行高精度和快速响应的控制要求。与常规PID控制的对比实验表明,该系统由于具有自学习和实时调整PID参数的能力,使系统很快收敛于位置稳态值,同时对参数时变表现出良好的鲁棒性,很好地解决了液压系统的非线性和参数时变问题,具有良好的定位精度和伺服跟踪性能。 展开更多
关键词 电液位置伺服系统 DSP 单神经元 神经NNC-PID 控制
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电液位置伺服控制系统的研究 被引量:18
9
作者 宋文杰 谈宏华 +1 位作者 黄明 叶婧 《液压与气动》 北大核心 2019年第6期116-121,共6页
以某公司的电液位置伺服控制系统为对象,分析了该伺服系统的液压动力元件、液压执行元件、主控制器等构成的反馈控制系统工作原理。根据系统的控制要求,完成了液压部分各个模块的性能分析,并提出以FPGA为核心的控制器方案。通过对系统... 以某公司的电液位置伺服控制系统为对象,分析了该伺服系统的液压动力元件、液压执行元件、主控制器等构成的反馈控制系统工作原理。根据系统的控制要求,完成了液压部分各个模块的性能分析,并提出以FPGA为核心的控制器方案。通过对系统实际性能要求分析,给出了系统总体设计方案,并且进行了现场调试,实现数据的实时交互,并将处理结果以曲线的形式展示,以供数据分析处理并进行参数调整。结果证明,该控制器能够满足控制系统提出的总体任务要求,达到了预期的设计效果。 展开更多
关键词 电液位置伺服系统 控制 FPGA
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电液位置伺服控制系统的次优鲁棒控制研究
10
作者 李长春 李洪人 《机床与液压》 北大核心 1998年第4期22-23,共2页
本文针对某一电液位置伺服控制系统在运行过程中系统参数的变化,采用一种次优鲁棒补偿器。该方法能保证系统在工作范围内,对参数的变化不敏感,并且控制器结构简单。
关键词 位置伺服系统 次优鲁棒控制 电液伺服系统
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基于摩擦补偿的多扰动电液位置伺服系统自适应反步-ESO控制
11
作者 张新星 饶俊森 +2 位作者 戴开宇 张兵 王雷刚 《机床与液压》 北大核心 2025年第3期20-26,共7页
来自摩擦、匹配和不匹配的不确定性的多重干扰使电液伺服系统(EHS)难以获得令人满意的位置跟踪性能。现有的自适应反步控制器无法有效区分机械子系统和液压子系统之间的扰动差异,限制了多重扰动的补偿效果,特别是对于摩擦非线性。因此,... 来自摩擦、匹配和不匹配的不确定性的多重干扰使电液伺服系统(EHS)难以获得令人满意的位置跟踪性能。现有的自适应反步控制器无法有效区分机械子系统和液压子系统之间的扰动差异,限制了多重扰动的补偿效果,特别是对于摩擦非线性。因此,提出复合摩擦补偿的自适应反步-ESO(扩展状态观测器)位置跟踪控制器,实现机械子系统的快变摩擦扰动和液压子系统的慢变匹配扰动的快速补偿。ESO算法被集成到自适应反步控制器中抑制平均跟踪误差的零偏。复合摩擦补偿融合基于LuGre模型的补偿和高阶扰动观测器,显著提高系统的跟踪性能,避免观测器增益过高。为了验证控制器的有效性,在搭建的电液伺服试验平台上进行了大量的对比试验来验证所提出的控制器的有效性。 展开更多
关键词 电液系统伺服 位置控制 多重扰动 摩擦补偿
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高水基数字比例阀控电液位置伺服系统建模与控制
12
作者 张阳 刘英豪 +3 位作者 高强 刘骅毅 周如林 乔子石 《液压与气动》 北大核心 2025年第1期124-131,共8页
针对我国煤矿液压装备底层执行机构存在控制精度差与数字化程度低的问题,提出了基于高水基数字比例阀和换向阀组合控制液压缸的方案。首先,对高水基数字比例阀控电液位置伺服系统的结构与工作原理进行深入分析,在此基础上构建了伺服系统... 针对我国煤矿液压装备底层执行机构存在控制精度差与数字化程度低的问题,提出了基于高水基数字比例阀和换向阀组合控制液压缸的方案。首先,对高水基数字比例阀控电液位置伺服系统的结构与工作原理进行深入分析,在此基础上构建了伺服系统AMESim仿真模型,并对步进电机子模型、高水基数字比例阀子模型进行验证。其次,提出了液压缸位移/速度双闭环、液压缸位移/主阀位移双闭环两种控制方法,并基于Simulink和AMESim搭建了系统机电液联合仿真模型,仿真结果验证了所提方法的有效性。进一步,搭建了高水基数字比例阀控电液位置伺服系统试验平台,试验表明,液压缸位移/速度双闭环控制方法存在抖动现象,且液压缸位置的最大误差达到了1.5 mm,液压缸位移/主阀位移双闭环控制下的液压缸跟踪误差在0.4 mm内,超调量为0,满足控制精度需求。研究结果对提升我国煤矿液压装备的控制精度和数字化水平具有实际意义。 展开更多
关键词 高水基数字比例阀 电液位置伺服系统 步进电机 动态特性 双闭环控制
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电液伺服系统改进自抗扰控制研究
13
作者 沈伟 陈丁翔 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期131-134,141,共5页
针对电液伺服系统存在的参数不确定性、非匹配干扰等问题,提出了一种反步积分终端滑模自抗扰控制器(BITSMC-ADRC)。基于模型设计了一种扩张状态观测器(ESO)对总扰动进行估计,并采用反步法设计积分终端滑模控制律,从而降低系统的跟踪误... 针对电液伺服系统存在的参数不确定性、非匹配干扰等问题,提出了一种反步积分终端滑模自抗扰控制器(BITSMC-ADRC)。基于模型设计了一种扩张状态观测器(ESO)对总扰动进行估计,并采用反步法设计积分终端滑模控制律,从而降低系统的跟踪误差。其次基于Lyapunov理论对所提控制器的稳定性进行分析。最后通过仿真对比试验对BITSMC-ADRC的性能进行验证。研究结果表明,针对未知非匹配干扰下的类正弦信号,该控制器平均跟踪误差与PID控制器和反步滑模自抗扰控制器(BSMC-ADRC)相比分别降低了67.1%,37.9%;针对阶跃信号,该控制器响应速度为0.4 s,优于BSMC-ADRC的0.45 s和PID控制器的1.1 s。 展开更多
关键词 电液伺服系统 自抗扰控制 反步积分终端滑模 参数不确定
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一种用于电液位置伺服系统控制的高阶滑模控制器的设计 被引量:1
14
作者 徐智 张家海 +1 位作者 王欣 刘凯 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第2期111-115,共5页
这里提出了一种用于电液位置伺服系统控制的高阶滑模控制器的设计,以提高电液位置伺服系统的控制准确度。从电液伺服系统的构造出发,分析了其组成结果与工作过程。以外界输入电压为依据,求取了滑阀的动力学模型,通过液压缸两个子缸压力... 这里提出了一种用于电液位置伺服系统控制的高阶滑模控制器的设计,以提高电液位置伺服系统的控制准确度。从电液伺服系统的构造出发,分析了其组成结果与工作过程。以外界输入电压为依据,求取了滑阀的动力学模型,通过液压缸两个子缸压力差值形成的负载压力,计算出了滑阀动态运动时产生的流量,并通过负载压力得出了负载的位移平衡方程,进而以滑阀位移、负载位移及输入电压等系统的状态参数,获取了电液伺服系统的动力学模型。引入超螺旋控制器和广义超螺旋控制器的一般表达形式,以输入电压误差及负载位移误差为依据,构造了系统的滑动面函数,并将滑动面函数的导师与超螺旋控制器相结合,构造了基于超螺旋控制器的滑模控制器,为了提高系统的收敛速度,在基于超螺旋控制器的滑模控制器的基础上,借助广义超螺旋控制器,构造了高阶滑模控制器,以对电液位置伺服系统进行控制。实验结果表明,所提算法不仅具有较好的响应速度,而且对电液位置伺服系统的控制准确度较高,在对目标轨迹跟踪时,所提方法比模糊干扰观测器方法的跟踪准确度提高了33.11%。说明所提方法对电液位置伺服系统具有较好的控制性能。 展开更多
关键词 电液位置伺服系统 高阶滑模控制 超螺旋控制 广义超螺旋控制 滑动面函数
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改进BP神经网络PID控制的机械臂电液伺服系统
15
作者 张森 韦明 王豪 《自动化与仪表》 2025年第4期23-28,共6页
针对机械臂电液伺服系统中的液压缸位置跟踪控制精度问题,提出一种基于改进BP神经网络的液压缸位移PID控制策略。首先,分析了电液伺服控制系统工作原理并建立数学模型;其次,引入自适应动量项、改进的激活函数及改进的拟牛顿法来优化BP... 针对机械臂电液伺服系统中的液压缸位置跟踪控制精度问题,提出一种基于改进BP神经网络的液压缸位移PID控制策略。首先,分析了电液伺服控制系统工作原理并建立数学模型;其次,引入自适应动量项、改进的激活函数及改进的拟牛顿法来优化BP神经网络,提高神经网络的映射能力以及响应速度,实现对PID控制参数的自适应整定;最后,在Matlab实验平台对液压缸位置跟踪和抗扰动能力进行仿真。仿真结果表明,与传统PID控制和BP-PID控制相比,改进的BP-PID控制抗干扰能力和鲁棒性更强,可以有效提高电液伺服系统位置跟踪精度和响应速度。 展开更多
关键词 电液伺服系统 位置控制 改进的BP神经网络 PID控制
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电液位置伺服系统的MPC控制仿真分析 被引量:4
16
作者 张贻哲 李跃松 +2 位作者 李阁强 李贵飞 王棒 《液压与气动》 北大核心 2024年第1期38-45,共8页
电液位置伺服系统广泛应用在大负载、快速、精确反应的控制领域中,然而其存在时变非线性的特性,因此传统控制系统不能达到理想的控制效果。模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)具有无需模型、鲁棒性强、抗扰动能力强等优点,较... 电液位置伺服系统广泛应用在大负载、快速、精确反应的控制领域中,然而其存在时变非线性的特性,因此传统控制系统不能达到理想的控制效果。模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)具有无需模型、鲁棒性强、抗扰动能力强等优点,较适合应用在时变非线性系统的控制中。分别采用PID控制、线性MPC、自适应MPC和非线性MPC 4种控制策略对电液位置伺服系统的控制性能进行仿真研究。结果表明:线性MPC、自适应MPC和非线性MPC都比PID控制性能好,非线性MPC控制精度较高、响应速度较快、抗扰动能力较强,自适应MPC控制精度、响应速度和鲁棒性次之。 展开更多
关键词 电液伺服系统 模型预测控制 物理模型 PID控制
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基于滑模观测器与径向基网络的电液位置伺服系统反步控制 被引量:2
17
作者 卢彬 陈明和 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第3期465-474,共10页
针对传统电液伺服系统中存在的未知扰动、非线性动态以及参数不确定性等共性问题,提出了一种基于滑模观测器和径向基函数(RBF)神经网络的反步控制(BC)方法。首先,构建了阀控缸系统三阶严反馈状态空间模型,并采用具有有限时间收敛特性的... 针对传统电液伺服系统中存在的未知扰动、非线性动态以及参数不确定性等共性问题,提出了一种基于滑模观测器和径向基函数(RBF)神经网络的反步控制(BC)方法。首先,构建了阀控缸系统三阶严反馈状态空间模型,并采用具有有限时间收敛特性的滑模观测器,估计系统的未知速度状态和非匹配项集总扰动;然后,基于系统的严反馈模型和指令滤波技术,设计了反步控制器,利用径向基神经网络(RBFNN)补偿系统速度/扰动的估计误差、滤波偏差以及系统的匹配项扰动,并根据Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统跟踪误差的渐进有界收敛;最后,搭建了阀控缸电液控制系统实验平台,通过仿真和实验验证了该控制方法对多频率参考信号的跟踪性能。研究结果表明:该控制方法在传统PI控制器的基础上进一步改善了电液伺服系统的轨迹跟踪精度,实验跟踪误差最大值M e、跟踪误差平均值μ和跟踪误差均方值σ分别降低了66.7%、80%、83.3%;该滑模干扰观测器和RBF补偿器能够有效降低不确定性扰动的影响。 展开更多
关键词 电液伺服系统 位置跟踪性能 径向基函数 径向基神经网络 反步控制 滑模观测器 LYAPUNOV
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基于噪声抑制的电液位置伺服系统自抗扰控制方法 被引量:2
18
作者 张祝新 孙辉亮 +2 位作者 王立新 李金泽 赵丁选 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期450-458,共9页
测量噪声对扩张状态观测器带宽的限制是影响电液伺服系统自抗扰位置控制器性能的关键问题。为此,提出了一种基于噪声抑制扩张状态观测器的改进自抗扰控制方法。建立电液伺服系统非线性模型,通过坐标变换构造链式积分器结构,明确电液伺... 测量噪声对扩张状态观测器带宽的限制是影响电液伺服系统自抗扰位置控制器性能的关键问题。为此,提出了一种基于噪声抑制扩张状态观测器的改进自抗扰控制方法。建立电液伺服系统非线性模型,通过坐标变换构造链式积分器结构,明确电液伺服系统“总扰动”。引入低通滤波器抑制高频测量噪声,利用滤波后的位置信号构建改进型扩张状态观测器,补偿滤波器导致的相位滞后,分离状态反馈与扰动估计,增加新的扰动估计调节参数,调和观测器高带宽、高估计性能与噪声放大间的矛盾。采用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。仿真与试验结果表明,在系统受扰状态下,与传统LADRC相比,本文所提出控制方法扰动抑制能力更强,位置跟踪精度更高,为自抗扰控制器的工程应用提供了参考。 展开更多
关键词 电液伺服系统 测量噪声 自抗扰控制 低通滤波器
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电液位置伺服系统低阶自抗扰控制研究
19
作者 张贻哲 李跃松 +1 位作者 王棒 李贵飞 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第2期130-133,140,共5页
电液位置伺服系统是一种时变非线性、外部扰动未知且数学模型复杂的高阶系统,对其采用的高阶自抗扰控制方法,需要整定参数较多,模型结构复杂,在实际工程应用中难以实现。针对这个问题,对电液位置伺服系统的一阶和二阶自抗扰控制(ADRC)... 电液位置伺服系统是一种时变非线性、外部扰动未知且数学模型复杂的高阶系统,对其采用的高阶自抗扰控制方法,需要整定参数较多,模型结构复杂,在实际工程应用中难以实现。针对这个问题,对电液位置伺服系统的一阶和二阶自抗扰控制(ADRC)性能进行研究,实现电液位置伺服系统的低阶自抗扰控制。基于Simulink建立的电液位置伺服系统的低阶自抗扰控制系统,给定阶跃和正弦信号指令,并对系统施加一个负载扰动力,分析系统的响应速度、准确性和抗干扰能力。结果表明,一阶和二阶自抗扰控制都可以使电液位置伺服系统达到稳定状态,且二阶非线性自抗扰控制系统响应速度更快,控制精度高,鲁棒性更强。 展开更多
关键词 电液位置伺服系统 非线性自抗扰控制 线性自抗扰控制 物理模型
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电液位置伺服系统的RBF-ADRC控制仿真分析
20
作者 王棒 李跃松 张贻哲 《机床与液压》 北大核心 2024年第20期168-174,共7页
电液位置伺服系统具有非线性、时变性、参数不确定性、负载扰动及测量噪声等问题,使得PID控制的电液位置伺服系统精度较低,在负载扰动和参数变化较大时,控制效果较差,ADRC能够有效解决此问题,但是ADRC参数过多,难以整定。针对此问题,采... 电液位置伺服系统具有非线性、时变性、参数不确定性、负载扰动及测量噪声等问题,使得PID控制的电液位置伺服系统精度较低,在负载扰动和参数变化较大时,控制效果较差,ADRC能够有效解决此问题,但是ADRC参数过多,难以整定。针对此问题,采用RBF神经网络在线整定ADRC参数的方法,实现电液位置伺服系统ADRC控制的参数自整定。与传统控制对比,应用RBF-ADRC、ADRC、PID 3种控制算法对电液位置伺服系统的控制效果进行仿真分析。仿真结果表明:RBF-ADRC和ADRC控制具有更好的实时性、抗干扰能力和自适应能力,能够有效地解决电液位置伺服系统的高精度控制。 展开更多
关键词 电液位置伺服系统 RBF ADRC 时变非线性
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