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高速开关阀控液压马达系统性能对比研究

机床与液压 2023年第23期51卷 97-101页

作者：王喆施光林上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

采用一款高响应电液伺服阀并使其处于阀口开、关两种极限工况下工作的高速开关控制方式,构建一种阀控液压马达系统,实现对液压马达输出转速及扭矩的控制,以探究液压马达高速开关控制方法的基本特性。完成该高速开关阀控液压马达系统的... 详细信息

采用一款高响应电液伺服阀并使其处于阀口开、关两种极限工况下工作的高速开关控制方式,构建一种阀控液压马达系统,实现对液压马达输出转速及扭矩的控制,以探究液压马达高速开关控制方法的基本特性。完成该高速开关阀控液压马达系统的设计及AMESim仿真模型的搭建。利用PWM信号控制高响应电液伺服阀实现对液压马达的高速开关控制,并通过仿真获得转速等参数随占空比和频率的变化规律。开发基于高响应电液伺服阀的高速开关阀控液压马达系统实验样机,进行实验与仿真结果的对比研究。结果表明:实验与仿真结果较为一致,液压马达转速随着占空比的增大而增大,随着外负载的增大逐渐降低;而仿真结果中负载的增加会轻微加快液压马达转速的稳定时间的结论,在实验中无法得到印证。

关键词：高速开关控制阀控液压马达系统 PWM信号占空比频率转速

基于数字式先导控制的大流量方向阀设计及仿真

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机床与液压 2022年第2期50卷 87-92页

作者：张永智施光林上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

电液数字控制技术已经逐渐成为实现电液一体化的重要发展方向,开发新型的数字式流量阀、数字式压力阀以及数字式方向阀尤为重要。目前市场上的数字阀,多为数字单元驱动的单级阀,其流通能力有限,难以满足大部分的作业要求。提出一种新型... 详细信息

电液数字控制技术已经逐渐成为实现电液一体化的重要发展方向,开发新型的数字式流量阀、数字式压力阀以及数字式方向阀尤为重要。目前市场上的数字阀,多为数字单元驱动的单级阀,其流通能力有限,难以满足大部分的作业要求。提出一种新型双级方向阀的机械结构,利用其结构上的机械反馈,通过液压油压力的作用,使得数字阀主阀芯可以跟踪先导阀阀芯位移而运动。其先导阀由常用的数字元件步进电机进行驱动,从而达到对整个双级方向阀数字控制的目的。通过相关的仿真分析,验证了这一结构的可行性和有效性,为类似产品结构设计提供参考。

关键词：数字式先导阀双级方向阀机械反馈大流量

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数字配流式液压马达配流特性研究

农业机械学报 2011年第10期42卷 203-208页

作者：泮健施光林上海交通大学机电控制与物流装备研究所上海200240

研究一种采用高速电磁开关阀组实现数字式配流的液压马达。首先分析该数字配流式液压马达的运行机理与结构特点;接着在柱塞运动学分析的基础上,根据配流过程分区间建立了其逆时针和顺时针旋转的数学模型,分析了两个方向旋转模型之间的... 详细信息

研究一种采用高速电磁开关阀组实现数字式配流的液压马达。首先分析该数字配流式液压马达的运行机理与结构特点;接着在柱塞运动学分析的基础上,根据配流过程分区间建立了其逆时针和顺时针旋转的数学模型,分析了两个方向旋转模型之间的差异。针对所提出的模型进行了仿真,并在此基础上研究了数字配流式液压马达转向切换过程的特性。初步讨论了高速开关阀的开关频率对液压马达性能的影响,并将该马达与传统液压马达进行了对比。通过样机试验,证明了仿真结果的正确性和有效性。

关键词：液压马达数字式配流高速电磁开关阀数学模型

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基于气动人工肌肉的混合位置跟踪控制

上海交通大学学报 2012年第2期46卷 201-206页

作者：沈伟施光林上海海洋大学工程学院上海201306 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对一种气动人工肌肉驱动的弹簧质量位置控制系统,设计了一个带有自适应模糊小脑模型(Cerebellar Model Articulation Controller,CMAC)在线逼近的离散趋近律滑模混合控制器.该混合控制器中离散趋近律滑模策略产生控制器的输出;自适应... 详细信息

针对一种气动人工肌肉驱动的弹簧质量位置控制系统,设计了一个带有自适应模糊小脑模型(Cerebellar Model Articulation Controller,CMAC)在线逼近的离散趋近律滑模混合控制器.该混合控制器中离散趋近律滑模策略产生控制器的输出;自适应模糊CMAC用以逼近气动人工肌肉系统中的不确定项.CMAC网络权值的在线学习调整保证了自适应模糊CMAC的逼近性能.对离散抗饱和PID控制器(DASPID)与自适应模糊CMAC离散滑模混合控制器(HybridC)的位置跟踪控制性能进行了对比实验.实验结果表明,HybridC较之DASPID有更好的位置跟踪控制性能.当期望参考输入为正弦信号时,DASPID的最大位置跟踪误差为±1.5 mm;而HybridC的最大位置跟踪误差仅为±0.7 mm,平均位置跟踪误差大约仅为±0.2 mm.并且,离散滑模所固有的抖振现象得到了有效的抑制.

关键词：气动人工肌肉离散滑模自适应模糊小脑模型混合控制器位置跟踪控制

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基于全局能量优化的液压机械臂节能控制策略

机床与液压 2023年第23期51卷 10-15页

作者：张啸甫施光林上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

液压机械臂由于采用液压系统作为驱动装置,在实现闭环运动控制过程中存在能效较低的缺点。针对此问题,提出一种基于全局能量优化的液压机械臂节能控制策略。分析液压机械臂各关节与驱动液压缸之间的运动转换,并推导了关节运动与液压缸... 详细信息

液压机械臂由于采用液压系统作为驱动装置,在实现闭环运动控制过程中存在能效较低的缺点。针对此问题,提出一种基于全局能量优化的液压机械臂节能控制策略。分析液压机械臂各关节与驱动液压缸之间的运动转换,并推导了关节运动与液压缸两腔压力之间的非线性映射关系。在此基础上,构建液压机械臂能量消耗目标函数,与运动时间构成多目标优化问题,并利用改进的NSGA-Ⅱ多目标优化算法求解该问题的最优解。通过对比仿真结果可以发现:所提出的基于全局能量优化的节能控制策略与传统的定供油压力控制策略相比,节约了46.73%的能量,与传统基于时间-能量的优化节能策略相比节约了8.62%的能量,从而验证了所提策略的有效性。

关键词：液压机械臂全局能量优化可变供油压力多目标优化

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基于变溢流压力的电液机械臂节能控制策略

液压与气动 2022年第7期46卷 25-30页

作者：张啸甫施光林上海交通大学机械与动力学院上海200240

针对电液系统能量效率过低的问题,以一款多自由度液压机械臂为研究对象,提出了一种可变溢流压力的非线性控制策略,实现电液机械臂位置跟踪的同时,降低系统的能量消耗。同时考虑了液压系统动态特性与机械臂动力学,建立了电液机械臂的数... 详细信息

针对电液系统能量效率过低的问题,以一款多自由度液压机械臂为研究对象,提出了一种可变溢流压力的非线性控制策略,实现电液机械臂位置跟踪的同时,降低系统的能量消耗。同时考虑了液压系统动态特性与机械臂动力学,建立了电液机械臂的数学模型,基于该模型搭建了动态面非线性控制器。通过模型中位移与压力的关系,反推出理想位移对应的理论溢流压力,由该压力控制比例溢流阀,实现可变溢流压力。通过仿真对比分析,该控制策略在保证液压机械臂位置跟踪精度的同时,与传统的定溢流压力相比,降低了能耗,从而验证了该方法的有效性。

关键词：液压机械臂动态面可变溢流压力节能

基于气动人工肌肉的自适应模糊小脑模型神经网络位置跟踪控制

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上海交通大学学报 2012年第4期46卷 579-583页

作者：沈伟施光林上海海洋大学工程学院上海201306 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对一种气动人工肌肉驱动的弹簧质量位置控制系统,设计了一种自适应模糊小脑模型神经网络(AFCMAC)控制器.离散抗饱和PID(DASPID)并行监督控制设计保证了控制运行初期不会出现较大的跟踪误差和气压波动,使AFCMAC的在线实时学习调整成为... 详细信息

针对一种气动人工肌肉驱动的弹簧质量位置控制系统,设计了一种自适应模糊小脑模型神经网络(AFCMAC)控制器.离散抗饱和PID(DASPID)并行监督控制设计保证了控制运行初期不会出现较大的跟踪误差和气压波动,使AFCMAC的在线实时学习调整成为可能.在线实时的自适应算法逐步提高了AFCMAC的控制性能,从而最终完全过渡到AFCMAC控制.通过规划AF-CMAC的输入空间,保证了AFCMAC对迟滞力和气压波动等不确定因素的感知能力,为实现AF-CMAC控制奠定了基础.对DASPID与AFCMAC控制器的位置跟踪控制性能进行了对比实验.结果表明,在非线性系统条件下,AFCMAC较之DASPID有着更好的跟踪控制性能和较低的实现难度.

关键词：气动人工肌肉自适应模糊小脑模型神经网络位置跟踪控制

基于分组数据处理神经网络气动人工肌肉迟滞特性

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上海交通大学学报 2012年第6期46卷 931-935页

作者：崔霞施光林沈伟上海师范大学天华学院上海201815 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海海洋大学工程学院上海201306

气动人工肌肉的动态特性中存在着非常复杂的迟滞现象.目前对其迟滞特性的研究很不充分,甚至对其输入空间都难以确定.为此,建立了单自由度气动人工肌肉实验平台,利用分组数据处理神经网络独特的自组织特性,运用数据挖掘技术探索气动人工... 详细信息

气动人工肌肉的动态特性中存在着非常复杂的迟滞现象.目前对其迟滞特性的研究很不充分,甚至对其输入空间都难以确定.为此,建立了单自由度气动人工肌肉实验平台,利用分组数据处理神经网络独特的自组织特性,运用数据挖掘技术探索气动人工肌肉迟滞特性的输入空间.将自适应模糊小脑模型神经网络引入滑模控制,基于已确定的输入空间,在每个采样周期逼近迟滞力不断变化的动态值,在线实时补偿迟滞力的影响.实验结果验证了输入空间选取的合理性和有效性.

关键词：分组数据处理神经网络气动人工肌肉迟滞力输入空间

气动人工肌肉主动悬架系统的可变自整定离散PID控制

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系统仿真学报 2005年第9期17卷 2226-2230页

作者：沈伟施光林上海交通大学机械与动力工程学院上海200030

构建以气动人工肌肉为新型执行器的车用主动悬架系统实验平台,为简化的基于1/4悬架模型的主动悬架系统设计了基于DRNN神经网络的可变自整定离散PID控制算法,分析了可变自整定离散PID算法的控制性能,为提高气动人工肌肉主动悬架系统的减... 详细信息

构建以气动人工肌肉为新型执行器的车用主动悬架系统实验平台,为简化的基于1/4悬架模型的主动悬架系统设计了基于DRNN神经网络的可变自整定离散PID控制算法,分析了可变自整定离散PID算法的控制性能,为提高气动人工肌肉主动悬架系统的减震性能提供理论依据。

关键词：主动悬架气动人工肌肉 PID 可变自整定算法 DRNN神经网络