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液压驱动单元位置控制系统前馈补偿控制研究

机械工程学报 2018年第20期54卷 159-169页

作者：俞滨巴凯先王东坤刘雅梁李文锋孔祥东燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室燕山大学机械工程学院先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学)

液压驱动型足式机器人在运动过程中各关节液压驱动单元(Hydraulic drive unit,HDU)多采用基于液压控制内环的外环阻抗控制方法,其中液压控制内环可分为位置闭环控制和力闭环控制。当液压控制内环采用位置闭环控制时,其位置控制性能直接... 详细信息

液压驱动型足式机器人在运动过程中各关节液压驱动单元(Hydraulic drive unit,HDU)多采用基于液压控制内环的外环阻抗控制方法,其中液压控制内环可分为位置闭环控制和力闭环控制。当液压控制内环采用位置闭环控制时,其位置控制性能直接决定了外环阻抗控制性能,所以,一种针对HDU的高精度的位置控制方法具有重要研究意义。针对以上研究意义,首先对HDU位置控制系统6阶数学模型进行简化,求出位置控制系统中各部分传递函数。其次,推导位置控制输入前馈补偿控制器,该控制器中含有液压系统固有非线性和负载特性。最后,在HDU性能测试试验平台上,在多种典型输入信号以及对角小跑输入信号下,对系统的位置控制性能进行试验研究并给出定量分析。试验结果表明,在不同输入信号下,加入所提出的输入前馈补偿控制器可以大幅提高系统位置控制性能,并且该控制器具有良好的多工况适应性。以上研究成果可结合相应的针对位置控制系统的抗干扰控制策略,一起为基于位置的阻抗控制液压内环控制提供控制策略重要参考和试验基础。

关键词：液压驱动足式机器人液压驱动单元位置控制系统前馈补偿控制器

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位置控制系统响应精度影响因素的分析研究

塑料工业 2010年第11期38卷 37-40页

作者：南现伟胡军科周友中李硕中南大学机电工程学院湖南长沙410075

介绍了管道效应和液压缸的性能参数对系统响应精度的影响,并以橡胶开炼机调距系统为例,建立了相应的功率键合图模型,利用Matlab/Simulink进行了动态仿真,论证了管道效应和液压缸自身性能参数对位置控制系统存在不可忽视的影响。对今后... 详细信息

介绍了管道效应和液压缸的性能参数对系统响应精度的影响,并以橡胶开炼机调距系统为例,建立了相应的功率键合图模型,利用Matlab/Simulink进行了动态仿真,论证了管道效应和液压缸自身性能参数对位置控制系统存在不可忽视的影响。对今后阀控缸位置控制系统响应精度的改进和提高具有一定的参考价值。

关键词：管道效应位置控制系统功率键合图响应精度

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高精度单轴转台位置控制系统研究与设计

高精度单轴转台位置控制系统研究与设计

作者：张智富重庆理工大学

学位级别：硕士

转台作为一种设备,其基于多功能、高精度、智能化的特点,可向外延伸拓展而成的高精尖技术仪器,在机床加工、角度测量、光学测量、惯导测试等众多装备中发挥着重要作用。正是基于其在不同领域、不同用途的技术指标要求,被各科研院所、高... 详细信息

转台作为一种设备,其基于多功能、高精度、智能化的特点,可向外延伸拓展而成的高精尖技术仪器,在机床加工、角度测量、光学测量、惯导测试等众多装备中发挥着重要作用。正是基于其在不同领域、不同用途的技术指标要求,被各科研院所、高校机构进行研制,并广泛应用于测试计量、机械制造、航空航天等领域。因此转台技术的先进与否,也在某些程度上是国家综合实力的体现。而先进的、智能的控制方法和控制策略和高集成度的软硬件是完成对转台精确位置控制的重要保证。因此针对现如今转台控制系统软硬件的冗余性,灵活度差等问题,通过进一步改进控制策略以提高转台位置控制系统的控制性能。本文分析了国内外精密转台技术的研究现状,发现亟需研究并设计出高精度高性能的位置控制系统,以满足各种设备对转台位置控制精度的需求。本文以单轴转台为研究对象,介绍了单轴转台系统的结构及组成,设计以永磁同步电机为转台驱动电机,根据其电机模型,对矢量控制策略进行设计,通过MATLAB/Simulink对控制系统各个模块进行建模。当转台的硬件确定的情况下,高性能的微处理器和优良的控制理论发挥着关键作用。可以进一步的提高转台位置控制精度与性能。本文首先详细介绍了PID控制的基本思想和基本原理,并设计了PID控制器和控制算法,但对于传统PID控制算法来说,应用在转台位置控制系统上有其局限性,所以介绍了模糊控制的基本思想和控制原理,通过MATLAB对其分别进行建模分析,验证了所设计算法的可行性及有效性,结果表明,模糊PID算法的控制性能比经典PID控制算法好,更适合对单轴转台位置的控制。通过设计基于ARM和FPGA控制系统的硬件与软件部分设计,实现对单轴转台的控制,最后根据自准直仪标定原理搭建位置精度测量系统实验平台,通过实验表明该控制系统运行稳定,定位精度峰峰值达到3,满足单轴转台位置控制要求指标。

关键词：单轴转台双核位置控制系统模糊PID控制

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基于机器视觉的鞋面全自动点胶位置控制系统

基于机器视觉的鞋面全自动点胶位置控制系统

作者：刘凯广东工业大学

学位级别：硕士

鞋面点胶是鞋面制作的一个重要环节。在鞋子生产工艺过程中,通常是利用半自动点胶机通过示教器编辑路径,对已经裁切好的鞋面进行点胶,使两片鞋面的粘贴面有足够的的黏力,能够正常的贴合,以便后续的热压工艺正常进行。在半自动点胶过程中... 详细信息

鞋面点胶是鞋面制作的一个重要环节。在鞋子生产工艺过程中,通常是利用半自动点胶机通过示教器编辑路径,对已经裁切好的鞋面进行点胶,使两片鞋面的粘贴面有足够的的黏力,能够正常的贴合,以便后续的热压工艺正常进行。在半自动点胶过程中,需要大量的时间进行路径示教,若更换鞋面大小或者形状,需要重新示教路径,频繁的更换样板严重影响生产效率。为了提高鞋面点胶的生产效率,实现全自动化生产,开发全自动点胶机具有重要的实际意义。根据厂商的需求,本文设计研发了一种基于机器视觉的鞋面全自动点胶位置控制系统,主要研究内容如下:1、分析厂商鞋面点胶的技术要求和环境特点,设计了系统总体方案,完成了硬件系统的设计选型,包括光源、工业相机、镜头、运动控制卡和专用接线盘及驱动器、运动模组等。2、针对光照环境不均匀问题,采用图像模板校正方法,将由于环境光造成的影响降至最低,保证目标物的顺利提取。利用阈值分割方式,对目标物进行点胶区域的提取,提出一种基于几何矩提取目标物参考方向的方法,优化点胶轨迹,以满足厂商对点胶区域的自由规划。该方法轨迹提取效率高,点胶轨迹布局均匀,耗时短。3、根据系统总体设计方案及性能要求,对点胶位置控制系统的机械结构、运动控制模块、视觉模块以及通讯模块进行了整体设计,并依据厂商要求,开发了相应配套应用软件。4、搭建全自动点胶位置控制实验系统,分别测试了工业相机的标定精度、系统点胶效果、稳定性以及处理时间等性能。实验结果表明,该系统已达到了厂商的技术要求。

关键词：位置控制系统点胶全自动机器视觉几何矩图像处理

基于MATLAB的越野叉车举升装置位置控制系统建模与仿真分析

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科学技术与工程 2020年第5期20卷 1871-1876页

作者：罗艳蕾石立明屠松庭罗瑜陈旺贵州大学机械工程学院贵阳550025

越野叉车在工作过程中驾驶员既要克服恶劣的环境又要完成高难度的举升操作,这对越野叉车的控制系统性能是一个极大考验。为了提高越野叉车工作过程的响应速度、平稳性、可靠性和抗污染性能,将电液比例换向阀应用于越野叉车举升装置位置... 详细信息

越野叉车在工作过程中驾驶员既要克服恶劣的环境又要完成高难度的举升操作,这对越野叉车的控制系统性能是一个极大考验。为了提高越野叉车工作过程的响应速度、平稳性、可靠性和抗污染性能,将电液比例换向阀应用于越野叉车举升装置位置控制系统。通过改变比例放大器的增益、举升液压缸的固有频率和阻尼比的参数以及举升装置的负载力,运用MATLAB仿真平台对举升装置控制系统中不同参数下的数学模型进行仿真分析,得出不同参数对系统动态特性的影响规律。结果表明:比例放大器的增益、举升液压缸的固有频率和阻尼比会影响系统的响应速度、系统精度和相对稳定性;随着举升装置负载力的变化会影响系统的响应时间和稳定性,从而为越野叉车举升装置控制系统的优化设计和应用提供依据。

关键词：举升装置电液比例位置控制系统动态特性

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多工位螺母锻压输送设备位置控制系统设计

机械设计与制造 2021年第2期 45-48页

作者：蔡超志刘家琛崔国华河北工程大学机械与装备工程学院河北邯郸056038

介绍了多工位螺母锻压输送设备的组成及工作原理,并对设备的位置控制系统进行分析,建立整体位置控制系统数学模型。根据位置控制系统的特性,提出了自适应模糊PID的位置控制算法。在此基础上,利用Matlab/Simulink建立位置控制系统整体仿... 详细信息

介绍了多工位螺母锻压输送设备的组成及工作原理,并对设备的位置控制系统进行分析,建立整体位置控制系统数学模型。根据位置控制系统的特性,提出了自适应模糊PID的位置控制算法。在此基础上,利用Matlab/Simulink建立位置控制系统整体仿真模型。仿真结果表明,提出的位置控制算法解决了位置控制过程中超调量大、抗干扰能力弱、参数影响大、响应速度慢和稳态精度差等问题,使位置控制系统具有了良好的动、静态特性。

关键词：螺母锻压输送设备位置控制系统自适应模糊PID 仿真

基于Simulink的液压闭环位置控制系统建模与仿真

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机床与液压 2013年第21期41卷 138-142页

作者：陈永清徐其彬徐新和三峡大学机械与材料学院湖北宜昌443002

以某试验平台液压闭环位置控制系统为研究对象,建立其数学模型和Simulink仿真模型,分析系统的频域特性,并进行PID校正改善了系统性能;分析不同参数下系统动态性能的变化规律,从而为系统的优化设计提供理论依据,并对校正后系统的外负载... 详细信息

以某试验平台液压闭环位置控制系统为研究对象,建立其数学模型和Simulink仿真模型,分析系统的频域特性,并进行PID校正改善了系统性能;分析不同参数下系统动态性能的变化规律,从而为系统的优化设计提供理论依据,并对校正后系统的外负载干扰进行了误差分析。

关键词：液压系统位置控制系统 Simulink仿真动态性能

模糊＋PID控制在伺服压力机位置控制系统中的应用

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科学技术与工程 2013年第5期21卷 1320-1324页

作者：丁求启陶敏中国卫星海上测控部江阴214431

伺服压力机是一个复杂的机电系统,难以建立精确的数学模型,传统的PID控制方法难以实现精确控制。针对这种情况,提出了在原有的PID控制的基础上加入模糊控制的方案。详细推导了模糊控制变量的确定、模糊规则的建立、模糊控制量的精确以... 详细信息

伺服压力机是一个复杂的机电系统,难以建立精确的数学模型,传统的PID控制方法难以实现精确控制。针对这种情况,提出了在原有的PID控制的基础上加入模糊控制的方案。详细推导了模糊控制变量的确定、模糊规则的建立、模糊控制量的精确以及模糊控制和PID控制的切换,并进行了仿真和实验。结果表明该方案具有稳定、超调小、响应快、调节时间短、结构简单、容易实现的优点,实现了对伺服压力机位置控制系统的精确控制。

关键词：伺服压力机模糊+PID控制位置控制系统

机器人多指灵巧手基关节力矩/位置控制系统的研究

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机器人 2002年第4期24卷 314-318,328页

作者：何平金明河刘宏谢宗武哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨150001

HIT- 1型机器人手是一种具有多种感知功能的仿人多指灵巧手 .目前对多指手单关节单自由度控制的研究较多 ,而对两自由度的手指基关节的研究却较少 .本文分析了 HIT- 1型手两自由度基关节的运动学和动力学模型 ,并在此基础上建立了基关... 详细信息

HIT- 1型机器人手是一种具有多种感知功能的仿人多指灵巧手 .目前对多指手单关节单自由度控制的研究较多 ,而对两自由度的手指基关节的研究却较少 .本文分析了 HIT- 1型手两自由度基关节的运动学和动力学模型 ,并在此基础上建立了基关节的位置和力矩反馈控制系统 .本文采用工业中常用的 PID控制算法分别实现了手指基关节在自由空间的位置控制和在约束空间的力矩控制 ,并对实验结果进行了分析 .

关键词：机器人多指灵巧手关节力矩位置控制系统 HIT-1型