检索结果-南通市图书馆

作者：刘浩华中科技大学

学位级别：硕士

目前气动技术广泛应用于国民经济各部门,人们对气动位置和速度伺服控制系统研究得较多,但是关于压力伺服控制的研究却不多见。考虑到某些半实物仿真系统中需要,即要求产生高精度高响应气体压力信号,本文针对气动压力伺服控制系统的特点... 详细信息

目前气动技术广泛应用于国民经济各部门,人们对气动位置和速度伺服控制系统研究得较多,但是关于压力伺服控制的研究却不多见。考虑到某些半实物仿真系统中需要,即要求产生高精度高响应气体压力信号,本文针对气动压力伺服控制系统的特点,在理论上研究了系统的性能和相应的控制策略,最后通过实验,实现了气体压力的高精度高响应伺服控制。首先,阐述气体压力源的工作原理,建立其非线性数学模型,并通过仿真技术研究了系统性能,讨论了气源压力、气源温度以及密闭容腔容积大小等系统参数对系统特性的影响。其次,对气体压力源的控制策略进行了研究。由于系统具有严重的非线性和弱阻尼的特性,采用经典控制方法(如pid控制)虽然在某些情况下可以获得较好的控制效果,但其具有难以适应系统参数的变化、控制参数整定困难的缺点。fuzzy-pid复合控制不需要系统精确的数学模型,对系统参数变化的适应能力强,适合于压力伺服控制系统。本文设计出fuzzy-pid复合控制器,并进行仿真研究,结果表明该控制系统具有良好的动静态特性。最后,建立了压力伺服控制实验系统,在实验中采用流量伺服阀作为电-气转换元件构成压力闭环控制系统,并编制出相应的计算机控制软件和人机交互界面。实验结果表明,本文建立的数学模型合理、理论特性分析正确,所采用的控制策略有效,控制系统具有良好的鲁棒性、较高的响应特性和控制精度。系统跟踪阶跃信号时,响应曲线的超调量不超过2%,压力控制误差不超过1kPa。本文的工作为进一步研究高精度气体压力源打下了良好的基础。

关键词：气体压力源压力伺服充放气过程 fuzzy-pid控制

基于Hill肌肉模型的仿袋鼠腿悬架控制特性研究

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基于Hill肌肉模型的仿袋鼠腿悬架控制特性研究

作者：刘世静太原科技大学

学位级别：硕士

悬架是影响车辆舒适性、安全性和路面适应性等性能的重要总成,其结构设计与特性研究是车辆研发的重要课题。仿袋鼠腿悬架是一种基于袋鼠腿结构和运动特性设计的仿生悬架。前期研究发现该悬架具有较好的缓冲减振性能,然而,由于该悬架在... 详细信息

悬架是影响车辆舒适性、安全性和路面适应性等性能的重要总成,其结构设计与特性研究是车辆研发的重要课题。仿袋鼠腿悬架是一种基于袋鼠腿结构和运动特性设计的仿生悬架。前期研究发现该悬架具有较好的缓冲减振性能,然而,由于该悬架在运动控制时未考虑袋鼠腿肌肉力和关节转角的协同关系,其运动控制存在不够平顺和协调的问题。由于Hill肌肉与袋鼠腿肌肉在肌肉力产生和关节运动控制上具有一定的相似性,并且考虑了肌肉激活程度、肌肉力产生和关节转角的协同运动关系,故本文将Hill肌肉与仿袋鼠腿悬架相结合,提出一种基于Hill肌肉模型的仿袋鼠腿悬架(下称仿生悬架),以改善仿生悬架的控制特性。本文的研究内容如下:1.对考虑肌肉激活程度、肌肉力产生和关节转角协同运动关系的Hill肌肉模型进行研究,确定出适用于车辆悬架控制的Hill肌肉模型,推导出仿生悬架的动力学方程。2.确定仿生悬架的建模参数,在ADAMS中建立杆件模型,在Solid works中建立关节驱动模型,在Pro/E中建立圆弧形弹簧模型,在ADAMS中导入关节驱动模型和弹簧模型进行装配,构建出仿生悬架的仿真模型。3.设计了fuzzy、fuzzy-pid控制器,并采用ADAMS和Simulink联合仿真对仿生悬架控制特性开展研究。研究发现:(1)相较于双关节和单关节控制,三关节控制下的悬架性能更优。(2)冲击路面下,相对于被动悬架,fuzzy控制和fuzzy-pid控制下的车身位移和车身加速度分别下降了54%、58%和92%、93%,悬架抗冲击性能明显改善。(3)随机路面下,随着路面等级和车速的增加,fuzzy控制和fuzzy-pid控制均可有效改善悬架的控制性能;相对于被动悬架,主动控制下的悬架表现出更加优异的缓冲隔振性能、路面适应性及稳定性;主动控制下的车身加速度传递率(8.8%～1%)呈下降趋势且数值较小,轮胎动位移(0.19～3.92mm)及其传递率(8.1%～10.5%)呈上升趋势,但数值及变化较小。(4)冲击路面和随机路面下,相较于fuzzy控制,fuzzy-pid控制下的悬架特性更优。上述研究结果表明,基于Hill肌肉模型的仿生悬架具有良好的控制特性,验证了本文仿生思路和控制方法的正确性和有效性。

关键词：悬架 Hill肌肉模型 fuzzy控制 fuzzy-pid控制仿袋鼠腿

基于DSP的计算机控制技术类课程实验平台的研究

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基于DSP的计算机控制技术类课程实验平台的研究

作者：齐欣北京交通大学

学位级别：硕士

计算机控制系统在工业过程中的应用越来越普及，要求从事过程控制的工程技术人员必须掌握计算机控制技术的相关理论基础、控制策略、数据通讯、网络技术、硬件以及软件等诸多方面的专门知识与技术。因此计算机控制技术课程被许多高校的... 详细信息

计算机控制系统在工业过程中的应用越来越普及，要求从事过程控制的工程技术人员必须掌握计算机控制技术的相关理论基础、控制策略、数据通讯、网络技术、硬件以及软件等诸多方面的专门知识与技术。因此计算机控制技术课程被许多高校的信息学科自动化、计算机应用、电子信息及电气工程等专业列为一门专业必修课。为了能让学生在学习理论知识的过程中对计算机控制系统的组成、结构及功能有更加清晰的认识和更加深入的理解，配合一些与课程进度相适应的实验，是十分必要的手段。此外，由于DSP芯片在工业控制、商用及民用电子设备领域中越来越多的被使用，了解DSP芯片工作原理，熟悉DSP系统设计、调试方法也是相关领域工程技术人员需要掌握的技术之一。本课题就是根据上述实际需要而研制的基于DSP的计算机控制技术类课程实验平台。学生可以完整的参与控制系统搭建的各个环节，包括对控制对象进行模型辨识、选择系统输入信号的类型、确定控制系统的结构、传递函数、选择控制算法等，并根据得到的不同控制效果，分析系统的性能，加深对各种控制方法适用范围及控制参数用途的理解。同时，还对控制对象进行了模糊控制、fuzzy-pid控制的Matlab的仿真，比较了几种不同控制方法对相同控制对象的控制效果。本系统在硬件设计方面，采用TI公司生产的TMS320F2812 DSP芯片作为控制器，搭建了一个完整的测控系统，实现了对直流电机的转速采集和控制;同时，扩展了一些外围接口，为学生了解DSP系统的功能、学习DSP系统的设计、调试提供了平台。软件设计方面，实验台部分软件采用C语言编写，在TI公司提供的集成开发环境CCS下进行开发;上位机部分，在Windows XP操作系统下，选用Visual Basic语言开发学生操作界面，并在Matlab下进行模糊控制算法的仿真。实验台和上位机通过串行通信接口实现实时通信。

关键词：计算机控制技术 DSP pid控制 fuzzy-pid控制

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基于群智能算法优化的主动悬架控制策略研究

基于群智能算法优化的主动悬架控制策略研究

作者：荆航中北大学

学位级别：硕士

作为影响车辆行驶安全性和舒适性的关键部件,悬架在汽车底盘中有着举足轻重的地位。被动悬架由于其参数的不可调性,在发挥其性能方面局限性太大,主动悬架因其独特的能够产生主动力的作动器,可以实现悬架性能随路况的自适应调节,极大改... 详细信息

作为影响车辆行驶安全性和舒适性的关键部件,悬架在汽车底盘中有着举足轻重的地位。被动悬架由于其参数的不可调性,在发挥其性能方面局限性太大,主动悬架因其独特的能够产生主动力的作动器,可以实现悬架性能随路况的自适应调节,极大改善了汽车行驶平顺性和操纵稳定性。对于主动悬架系统的研究重点往往在它的控制器上,控制算法的开发尤为重要。本文针对主动悬架开发过程中关键一环——控制策略仿真试验,以1/4悬架为研究对象,以pid控制、fuzzy控制、神经网络控制为基础,融合新型智能算法,以MATLAB软件为仿真平台进行研究。本文主要有以下工作:首先,依据车辆动力学研究常用模型确定本文分析所选模型,根据1/4主、被动悬架动力学方程在Simulink环境下搭建仿真模型;以随机路面分析方法、时间频谱与空间频谱的转换、冲击路面建模方法为理论基础来模拟路面激励,得到C级路面和冲击路面在时域下的输出响应;给出悬架系统性能综合评价指标,为后续的仿真工作奠定基础。其次,根据pid控制理论设计了1/4主动悬架pid控制器;以标准人工蜂群算法（ABC）为基础,基于搜索方式和选择策略提出一种改进的ABC算法,并应用于pid参数自整定。在同等级路面条件下,经过仿真对比分析结果表明:改进后的ABC算法整定pid参数收敛速度更快、求解精度更高,基于改进后的ABC-pid控制的1/4主动悬架车身垂向加速度、悬架动行程、轮胎动位移相较改进前分别优化了15.1%、26.3%、15.4%,在主动悬架pid控制方面效果更出色。然后,根据fuzzy控制理论设计了1/4主动悬架模糊pid控制器;以标准教学优化算法（TLBO）为基础,基于自适应教学因子、“变异”操作的自学过程、K均值聚类提出一种TLBO改进方法,针对隶属函数对模糊规则的影响将其参数设计为优化变量,设计了一种基于K均值TLBO算法优化的1/4主动悬架fuzzy-pid控制器。在同等级路面条件下,经过仿真对比分析结果表明:传统pid控制、模糊pid控制、基于改进前后的TLBO优化的fuzzy-pid四种控制算法相比较,基于TLBO算法优化的fuzzy-pid控制在抑制车辆振动方面效果好于一般模糊pid和传统pid控制,且基于改进TLBO算法优化的fuzzy-pid控制的主动悬架车身垂向加速度和悬架动行程相较改进前分别优化了19.5%、38.5%;冲击路面输入下,基于改进TLBO算法优化的fuzzy-pid控制相较改进ABC-pid控制的主动悬架车身垂向加速度减小了14.9%,验证了该算法在控制车辆平顺性和舒适性方面的优越性,同时模糊pid控制系统的适应性和鲁棒性也更强。最后,对基于改进TLBO算法优化的1/4主动悬架pid控制系统进行仿真,所得数据经过神经网络训练后的ANFIS控制器设计,仿真结果对比表明:基于TLBO-ANFIS控制的主动悬架车身垂向加速度、悬架动行程、轮胎动位移相比TLBO-pid控制的主动悬架分别优化了12.6%、20.8%、19%。TLBO-ANFIS控制的主动悬架系统既融合了算法本身的高求解速度、高精度,又结合了神经模糊系统的自适应自学习能力,有效改善了悬架性能。

关键词：主动悬架 fuzzy-pid控制人工蜂群算法教学优化算法 ANFIS控制

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预应力混凝土自动轨枕张放机的研制

预应力混凝土自动轨枕张放机的研制

作者：张鸣中北大学

学位级别：硕士

高速重载铁路是我国铁路建设的发展方向，随着我国干线铁路的不断提速，对铁路基础产品——轨枕的要求也在不断提高，要保证轨枕的质量，必须依靠先进的生产装备。预应力混凝土轨枕自动张拉机是整个轨枕加工过程中的核心设备，它的好坏... 详细信息

高速重载铁路是我国铁路建设的发展方向，随着我国干线铁路的不断提速，对铁路基础产品——轨枕的要求也在不断提高，要保证轨枕的质量，必须依靠先进的生产装备。预应力混凝土轨枕自动张拉机是整个轨枕加工过程中的核心设备，它的好坏将直接影响到轨枕预应力施工质量，目前市场上存在的轨枕张拉机多采用液压千斤顶的形式，仅仅能完成钢筋张拉的过程，不能完成卸载的过程，且由于采取间接的方法来测量钢筋的张拉力，系统在实际运用中存在着很大的误差。鉴于以上原因需重新设计一种轨枕钢筋张放设备，能同时满足钢筋的张拉和卸载的需要。本论文所设计的张放机决定采用螺旋传力机构来实现钢筋的张放，用对液压马达转速的控制来控制钢筋张拉和卸载力的大小，避免了传统张拉机的一些问题。本论文从多个方面论述了张放机的设计过程中的一些问题，主要内容有：(1)机械系统设计，运用多种CAD／CAE手段(如三维参数化设计，有限元分析、优化，运动学、动力学分析等)建立起了张放机的机械系统的虚拟样机;(2)液压系统设计，设计了系统的液压回路，选择了主要的液压元件，并对液压系统调速原理作了说明;(3)控制系统设计，建立起了系统的数学模型，并为系统设计了合理的控制算法;(4)对系统的动态性能进行了仿真，验证了系统采用fuzzy—pid算法的合理性。本文最后对全文所做的工作进行了总结，并提出了今后进一步需要完成的工作。

关键词：预应力混凝土轨枕虚拟样机液压传动 fuzzy-pid控制 Simulink仿真

基于参数自整定模糊pid的火电厂输煤控制系统应用研究

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基于参数自整定模糊PID的火电厂输煤控制系统应用研究

作者：张春晖上海交通大学

学位级别：硕士

近年来，随着我国经济的持续快速发展及生产制造业规模的不断扩大，居民及企业用电量日渐增加，为此国内也新建了许多大型燃煤火力发电机组。由于社会用电负荷量在不同的时间段有较大的波动变化，所以火力发电厂的发电用煤量在不同时段... 详细信息

近年来，随着我国经济的持续快速发展及生产制造业规模的不断扩大，居民及企业用电量日渐增加，为此国内也新建了许多大型燃煤火力发电机组。由于社会用电负荷量在不同的时间段有较大的波动变化，所以火力发电厂的发电用煤量在不同时段时也相差很大，加之所用燃煤的品质区别较大，因此需要对火力发电厂的输煤给煤过程进行精确智能的控制和管理。这就要求火力发电厂的输煤给煤控制系统需要具有多样化、灵活化的运行方式，且在不同的现场条件下均可以稳定、可靠、精确的完成输煤给煤操作控制。在这种技术需求背景下，采用传统的继电接触器和人工手动控制的半自动化输煤系统已不能满足现代发电厂的需求。因此，研发一套基于PLC和模糊控制技术的高效的输煤给煤控制系统对于火力发电厂提升生产效率来说是行业的迫切需求，具有十分重要的意义。本文以国华准格尔发电厂实际生产情况为背景，研发了一套基于可编程序控制器(PLC)和上位机组成的控制网络的输煤给煤系统。文章对系统的硬件构成和软件实现做了介绍，并重点论述了模糊控制的控制器设计方法，针对输煤给煤控制系统具有时变性，滞后性等特点，创新性提出了参数自整定fuzzy-pid方法，并与常规pid进行了对比仿真研究。仿真结果表明：参数自整定fuzzy-pid相比常规pid控制具有调节时间短、超调量低、稳态误差小等优点，且对对象特性中的参数变化具有很强的适应能力，能够满足系统提出的控制性能指标要求。参数自整定fuzzy-pid控制方案不仅大大提高了系统的控制精度和自动化水平，而且降低了输煤给煤系统的日常维护工作量和维护成本，具有十分重要的工程应用价值。

关键词：输煤给煤系统 PLC 参数自整定 fuzzy-pid控制建模

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无线网络控制系统的控制器设计与仿真

无线网络控制系统的控制器设计与仿真

作者：彭丽萍南京师范大学

学位级别：硕士

近年来，随着无线技术的飞速发展，无线网络的应用越来越多，无线网络在控制系统中的适用性引起了国内外研究工作者的极大关注。无线网络控制系统(Wireless Networked Control System，简称为WiNCS)是基于无线网络的分布式控制系统，融... 详细信息

近年来，随着无线技术的飞速发展，无线网络的应用越来越多，无线网络在控制系统中的适用性引起了国内外研究工作者的极大关注。无线网络控制系统(Wireless Networked Control System，简称为WiNCS)是基于无线网络的分布式控制系统，融合了控制技术、计算机技术、网络技术与通信技术，具有无需布线、节省构建费用、组网和维护方便、易于扩展以及良好的可移动性等优点。但由于无线网络带宽有限，使得无线网络控制系统中存在随机的时延及丢包、干扰、网络带宽竞争等问题。因此，无线网络控制系统的分析和设计已经成为控制界的热点研究之一。本文主要针对无线网络控制系统中基于时延和干扰的控制器设计及其仿真实验进行了相关研究，主要工作如下： (1)回顾并总结了网络控制系统的发展情况，对无线网络控制系统的基本概念、问题以及目前的研究现状进行了详细的综述。 (2)针对网络环境，提出了基于网络时延的自适应fuzzy-pid控制器设计方法以及基于干扰观测器的fuzzy-pid控制器设计方法，并通过数值实验对各种控制策略进行了比较。 (3)对无线网络控制系统的仿真技术进行了研究，基于网络控制仿真软件TrueTime以及MATLAB／Simulink环境，设计了一个WiNCS仿真系统模型，对系统模型和控制策略进行了仿真实验，提出了一种WiNCS控制器参数离线优化的方法，通过调整fuzzy-PD控制器的转换参数来改善控制器在不同网络状况下的控制性能。

关键词：无线网络控制系统网络时延干扰 fuzzy-pid控制 TrueTime

采用锁相同步切换技术的变频恒压供水控制系统

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采用锁相同步切换技术的变频恒压供水控制系统

作者：刘英北京工业大学

学位级别：硕士

本文提出了采用锁相环同步切换及fuzzy-pid控制恒压供水的设计方案。主要针对中、大容量供水系统中，由于供水管网铺设复杂、弯管多、控制对象具有高阶、滞后、耦合、非线性及参数时变的特点，难以利用有效的解析式数学模型进行闭环控... 详细信息

本文提出了采用锁相环同步切换及fuzzy-pid控制恒压供水的设计方案。主要针对中、大容量供水系统中，由于供水管网铺设复杂、弯管多、控制对象具有高阶、滞后、耦合、非线性及参数时变的特点，难以利用有效的解析式数学模型进行闭环控制，以及多台水泵并联运行时，水泵电机由变频电源供电向工频电源供电切换过程中产生的过电压过电流冲击这两个难题，提出了可调整因子fuzzy-pid控制算法及利用锁相环控制实现水泵电机由变频电源向工频电源的同频同相平滑切换。论文主要介绍了水压闭环fuzzy-pid控制器和锁相环的设计，以及以8031为核心的单片机控制系统的软硬件设计;给出了控制算法仿真结果及系统在模拟供水装置上调试的实验结果;分析了本系统的控制性能及存在的问题，并提出改进措施。

关键词：供水系统变频调速 fuzzy-pid控制锁相技术同步切换

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基于现场总线选矿物料计量监控系统研究

基于现场总线选矿物料计量监控系统研究

作者：阳昶中南大学

学位级别：硕士

监控系统作为企业设备和生产过程检测、控制和调度的有效手段,随着信息化发展而被广泛应用。我国矿山信息化发展落后,许多矿山还在利用常规模拟仪表实现监控功能,参数采集准确性差,实时性和控制性不强。因此,利用目前迅速发展的计算机... 详细信息

监控系统作为企业设备和生产过程检测、控制和调度的有效手段,随着信息化发展而被广泛应用。我国矿山信息化发展落后,许多矿山还在利用常规模拟仪表实现监控功能,参数采集准确性差,实时性和控制性不强。因此,利用目前迅速发展的计算机技术、网络技术为矿山自动化设计合适的监控系统就相当重要。论文结合了中南大学智能机械所承担的宜春钽铌矿自动化改造项目中子课题——选矿计量监控系统,并根据选矿工艺具体情况和生产控制要求,通过对现场总线技术和监控系统发展情况的分析,提出了一种基于MODBUS总线的选矿计量监控系统的解决方案,并进行了设计;同时根据工程要求采用了硬件抗干扰措施,同时通过软件设计了分段式数据校正程序,以提高系统精度,并采用加权移动平均算法对采集数据进行数字滤波;在流量控制方面,提出了一种模糊控制、pid控制相结合的算法,并设计了fuzzy-pid控制器;在组态王6.5的环境下编写了上位机监控软件,通过与下位机PLC的连接,实现了具有现场总线功能的集散监控系统。在实际应用中表明:选矿计量监控系统总体研究方案合理、数据通信正确、系统运行稳定、数据处理方法正确、有效。该研究有较大的实用价值,可以推广到其他矿山。

关键词：选矿自动化监控系统 MODBUS fuzzy-pid控制

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并联式稳定平台技术研究

并联式稳定平台技术研究

作者：韩萌南京理工大学

学位级别：硕士

并联式稳定平台系统用于隔离载体运动,能够保证安装于载体的武器系统在外部干扰作用下具有一个稳定的工作空间。本文围绕稳定平台技术,从机构空间拓扑结构设计、机构的运动学分析、动力学分析及伺服控制策略等方面对稳定平台系统进行了... 详细信息

并联式稳定平台系统用于隔离载体运动,能够保证安装于载体的武器系统在外部干扰作用下具有一个稳定的工作空间。本文围绕稳定平台技术,从机构空间拓扑结构设计、机构的运动学分析、动力学分析及伺服控制策略等方面对稳定平台系统进行了研究,设计出一种动态实时性较好、精度较高、适用于载体武器系统的并联式稳定平台。本文首先根据螺旋理论建立起机构的数学模型,用支链分析法优化设计了平台拓扑结构,分析了并联平台支链及整体机构的自由度,从机构拓扑结构角度验证了此并联平台实现稳定功能的可行性。接下来进行了并联稳定平台的运动学及动力学分析,分别利用罗德里格参数及欧拉角的空间姿态描述方法,推导出机构的位置逆解和速度逆解;同时基于拉格朗日方程建立稳定平台的动力学模型,分析求解稳定平台系统动能与势能,得到广义坐标与广义力的函数关系。为满足稳定平台对精度和实时性的要求,本文结合并联平台的运动特点设计出fuzzy-pid控制算法,并通过实验证明了fuzzy-pid方法的优越性。为了达到稳定平台系统的实际工程应用要求,本文将DSP作为核心控制器,对稳定平台的姿态参考系统、伺服系统等硬件进行了设计;同时在高效开发环境CCS内,利用C语言编写了稳定平台的主程序模块与控制算法程序模块。最后在实验室环境下针对稳定平台的稳定精度做了大量实验,验证了本文所设计的稳定平台系统的精度和可靠性。

关键词：并联稳定平台螺旋理论运动学动力学 fuzzy-pid控制