基于反正切函数的步进电机位置闭环控制

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作者 周文琳 钱俊璋 +1 位作者 蒋平 李欣 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期912-919,共8页

步进电机高精度闭环控制通常需要采用基于磁场定向控制,该方法需要步进电机的精确模型,然而步进电机具有强非线性,高精度模型难以获得。为了解决这一问题,提出了一种基于反正切函数的位置闭环脉冲频率控制方法。该方法不需要控制对象的... 步进电机高精度闭环控制通常需要采用基于磁场定向控制,该方法需要步进电机的精确模型,然而步进电机具有强非线性,高精度模型难以获得。为了解决这一问题,提出了一种基于反正切函数的位置闭环脉冲频率控制方法。该方法不需要控制对象的精确模型,调节参数具有明确的物理意义,可以根据控制需求确定调节参数。通过搭建试验平台对控制算法进行验证,试验结果表明,在跟踪正弦信号θ_(ref)=450sin(0.628 t)时,跟踪误差峰峰值(PV)与PI控制相比减少了近42%,有效提高了跟踪精度。该方法为步进电机位置闭环控制提供了一种新思路。 展开更多

关键词 步进电机 比例积分控制 位置闭环控制 反正切函数 脉冲频率控制

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基于EtherCAT总线的发动机压装闭环控制系统的研究 被引量：2

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作者 黄公安 高伟强 +2 位作者 潘云龙 阎秋生 邹敏清 《机床与液压》 北大核心 2014年第5期95-98,共4页

为了提高发动机自动化压装系统的精度和控制性能,按照发动机压装系统的要求,设计了伺服电动缸代替液压缸的发动机压装控制系统。采用EtherCAT总线技术,设备层和控制层通过EtherCAT总线连接,以提高数据传输的快速性、稳定性和准确性。采... 为了提高发动机自动化压装系统的精度和控制性能,按照发动机压装系统的要求,设计了伺服电动缸代替液压缸的发动机压装控制系统。采用EtherCAT总线技术,设备层和控制层通过EtherCAT总线连接,以提高数据传输的快速性、稳定性和准确性。采用基于模糊PID控制的控制算法,通过实时监测压装力和位置实现了压装力-位置闭环控制。 展开更多

关键词 发动机压装系统 压力-位置闭环控制 EtherCAT总线 过盈装配 模糊PID控制

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两级电液伺服位置控制研究 被引量：4

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作者 魏建华 熊熙程 管成 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期102-106,共5页

为解决大负载、长行程位置控制系统中不能同时满足伺服缸活塞杆工作行程与控制精度的问题,提出了速度开环控制加传统的位置闭环控制的控制策略。在速度开环控制中比例调速阀控制调速缸,解决了工作行程不能太大的问题;在位置闭环控制中... 为解决大负载、长行程位置控制系统中不能同时满足伺服缸活塞杆工作行程与控制精度的问题,提出了速度开环控制加传统的位置闭环控制的控制策略。在速度开环控制中比例调速阀控制调速缸,解决了工作行程不能太大的问题;在位置闭环控制中比例伺服阀控制伺服缸,解决了控制精度低的问题。此外为了解决设定位移经常变动和超调量过大问题,在位置闭环控制系统的PID控制器中分别采用了微分先行和积分分离控制算法。仿真结果验证了该策略的可行性与有效性。 展开更多

关键词 位置控制系统 速度开环控制 位置闭环控制 电液伺服控制

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快锻液压机速度位置复合控制特性仿真研究 被引量：12

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作者 乔志刚 张晓刚 +2 位作者 赵斌 穆晓鹏 王翔宇 《液压与气动》 北大核心 2019年第8期13-20,共8页

为提高快锻液压机的控制精度与响应速度,在传统锻压机四通道负载口独立控制与位置闭环控制原理的基础上,提出快锻液压机速度-位置复合控制策略。根据给定的目标位置和运行速度,结合锻压机实际工况,设计出期望的位移曲线,利用速度位置复... 为提高快锻液压机的控制精度与响应速度,在传统锻压机四通道负载口独立控制与位置闭环控制原理的基础上,提出快锻液压机速度-位置复合控制策略。根据给定的目标位置和运行速度,结合锻压机实际工况,设计出期望的位移曲线,利用速度位置复合控制策略,实现锻压机活动横梁按照所设计的位移曲线运行,并在接近上下顶点时精确定位。分析了锻压机的四象限工作特性,建立了锻压机液压系统理论模型,并在此基础上,搭建了锻压机机液联合仿真模型,仿真研究结果表明:采用速度-位置复合控制系统,使锻压机的活动横梁能够无滞后地按照设计的位移曲线与速度曲线运行并实现了高精度定位,定位精度能够达到0.3mm之内;随着加压工进行程的减少,定位精度逐渐提高。 展开更多

关键词 快锻液压机 负载口独立控制 位置闭环控制 速度位置复合控制

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旋压机液压伺服系统位置压力复合控制研究

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作者 刘浩 赵春江 +3 位作者 宁圆盛 边强 王蕊 龙涛 《液压与气动》 北大核心 2022年第7期11-16,共6页

通过研究大直径薄壁管旋压机旋轮的压下控制,提出对液压系统采取位置闭环控制为主、压力闭环控制为辅的复合控制策略。液压缸与负载接触时,压力传感器将采集到的动态压力通过压力-位移转换模块反馈到系统的输入端,同时位移传感器的输出... 通过研究大直径薄壁管旋压机旋轮的压下控制,提出对液压系统采取位置闭环控制为主、压力闭环控制为辅的复合控制策略。液压缸与负载接触时,压力传感器将采集到的动态压力通过压力-位移转换模块反馈到系统的输入端,同时位移传感器的输出也作用于系统的输入端。首先建立了旋压机液压伺服系统位置-压力控制数学模型,然后利用AMESim软件进行仿真分析,验证该控制方式的可行性。结果表明:利用该控制方法不仅实现了压力、位置之间的实时测量、转换与调整,同时提高了大直径薄壁管旋压机液压伺服系统的响应速度、位置精度。 展开更多

关键词 旋压机 位置闭环控制 压力闭环控制 复合控制

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基于自抗扰控制技术的起重机位置控制系统研究 被引量：3

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作者 岳路宏 杨敬 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第6期910-918,共9页

在起重机的起吊工作过程中,由于起吊重物的摆动、变幅臂弹性变形等因素引起的未知负载干扰,会导致起重机的位置控制系统稳定性降低。针对这一问题,提出了一种基于自抗扰控制算法的泵阀协同位置控制系统。首先,介绍了液压起重机泵阀协同... 在起重机的起吊工作过程中,由于起吊重物的摆动、变幅臂弹性变形等因素引起的未知负载干扰,会导致起重机的位置控制系统稳定性降低。针对这一问题,提出了一种基于自抗扰控制算法的泵阀协同位置控制系统。首先,介绍了液压起重机泵阀协同位置控制系统的组成和原理,建立了系统的数学模型,提出了变幅机构的位置控制策略和具体的控制方法,并设计了一种自抗扰控制器;然后,建立了起重机变幅系统位置控制系统的元件仿真模型,并进行了元件试验,对仿真模型的准确性进行了验证;最后,建立了AMESim和MATLAB联合仿真模型,对自抗扰控制器的位置控制性能和系统稳定性进行了研究。研究结果表明:与传统的PID控制器相比,所设计的自抗扰控制器(基于自抗扰控制算法的泵阀协同位置控制系统)对S型曲线位置跟踪误差减小了1.2 mm;同时,所设计的自抗扰控制器比传统的PID控制器具有更高的稳定性。 展开更多

关键词 汽车起重机 自抗扰控制 泵阀协同位置控制 位置闭环控制 压力闭环控制 PID控制器

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电液比例控制技术在电铅堆垛中的应用 被引量：1

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作者 胡万强 吴张永 +2 位作者 罗璟 袁子荣 宋利国 《机床与液压》 北大核心 2006年第1期100-101,共2页

设计了堆垛装置电液比例位置闭环控制系统,并详细分析了系统的动静态特性,最后,利用基于MATLAB的SIMULINK工具箱对系统进行了模拟仿真,并针对系统的不稳定进行PID控制。

关键词 电液比例位置闭环控制系统 动静态特性分析 计算机仿真 PID控制

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轧管机芯棒支撑装置液压控制系统仿真设计 被引量：1

8

作者 赵双 袁威 《机床与液压》 北大核心 2015年第8期57-59,共3页

在深入分析轧管机芯棒支撑辊装置结构原理的基础上,采用仿真软件AMESim对其位置闭环控制液压系统进行动力学建模仿真,对比仿真结果和实测数据,验证了该仿真方法的正确性和对设计的指导性。通过AMESim二维仿真环境的运用,在系统设计前可... 在深入分析轧管机芯棒支撑辊装置结构原理的基础上,采用仿真软件AMESim对其位置闭环控制液压系统进行动力学建模仿真,对比仿真结果和实测数据,验证了该仿真方法的正确性和对设计的指导性。通过AMESim二维仿真环境的运用,在系统设计前可真实展示设备的运动情况和工艺情况,为液压机械设备的设计提供参考。 展开更多

关键词 轧管机芯棒支撑装置 位置闭环控制 动力学仿真

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大型模锻压机电气液压控制系统研究

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作者 吴进军 于革刚 +1 位作者 王德成 吴定安 《液压与气动》 北大核心 2012年第11期50-53,共4页

大型模锻压机采用二次增压方式,满足压力需求的同时又可以节能。根据大型模锻压机所采用三级分布式网络控制系统的设计方案,分析其硬件的结构与功能以及软件的应用与特点。通过高性能电气系统结构结合功能强大的液压系统实现了精确的位... 大型模锻压机采用二次增压方式,满足压力需求的同时又可以节能。根据大型模锻压机所采用三级分布式网络控制系统的设计方案,分析其硬件的结构与功能以及软件的应用与特点。通过高性能电气系统结构结合功能强大的液压系统实现了精确的位置、压力闭环控制,包括主动闭环控制和被动闭环控制;确保了大型模锻压机在大载荷、大压力工况下,能够准确而迅速的克服偏心载荷的影响,实现大型锻件的精确、高性能压制。在整个锻造过程中,电气与液压控制系统密切配合,保障了锻造加工工艺的同时,提高了模锻效率、安全可靠性及整机的节能。 展开更多

关键词 大型模锻压机 电气系统 液压系统 位置闭环控制

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恒压网络电液变量马达的风力机变桨距控制 被引量：2

10

作者 殷秀兴 林勇刚 +3 位作者 李伟 王成东 刘宏伟 顾亚京 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期206-211,共6页

提出恒压网络电液变量马达的风力机变桨距控制技术,通过调节接入到恒压网络中变量马达的排量来控制变桨转矩和方向,并适应变桨载荷的变化。在此基础上,构建了系统数学模型,分析了其双闭环的桨距角位置控制特性和参考桨距角的模糊给定策... 提出恒压网络电液变量马达的风力机变桨距控制技术,通过调节接入到恒压网络中变量马达的排量来控制变桨转矩和方向,并适应变桨载荷的变化。在此基础上,构建了系统数学模型,分析了其双闭环的桨距角位置控制特性和参考桨距角的模糊给定策略,并进行了仿真实验。结果表明,变量马达变桨距的响应速度较快,可将传动链转矩稳定于额定值的5%以内,将功率稳定于额定值的6%以内。相比于常规变桨距方式,该方式变桨效率较高,功率和转矩控制的准确性较好。 展开更多

关键词 恒压网络 风力机 变量马达 变桨距 双位置闭环控制

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1150mm可逆冷轧机液压自动控制系统 被引量：2

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作者 王孝科 张海军 薛风春 《机床与液压》 北大核心 2011年第16期94-96,共3页

介绍1150mm单机架冷轧机自动控制系统的硬件配置、软件配置和传感器配置,说明液压自动控制系统的位置闭环控制原理和压力闭环控制原理,重点阐述厚度控制系统中的前馈AGC、监控AGC、流量AGC和加减速厚度补偿。现场实际应用表明:成品相对... 介绍1150mm单机架冷轧机自动控制系统的硬件配置、软件配置和传感器配置,说明液压自动控制系统的位置闭环控制原理和压力闭环控制原理,重点阐述厚度控制系统中的前馈AGC、监控AGC、流量AGC和加减速厚度补偿。现场实际应用表明:成品相对厚度精度优于±1%,超差长度大大缩短,满足了实际生产的要求。 展开更多

关键词 单机架冷轧机 位置闭环控制 压力闭环控制 液压AGC 加减速补偿

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热轧横切线自动化控制系统的开发及应用 被引量：1

12

作者 程鹏 罗艳丽 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第S3期172-174,178,共4页

介绍了马钢第四钢轧总厂热轧横切线自动化控制系统的开发及应用,重点阐述了该自动化控制系统的结构、配置、特点及主要控制功能。热轧横切线自动化控制系统由过程控制系统(L2)、基础自动化系统及传动系统构成,采用优化的系统结构及配置... 介绍了马钢第四钢轧总厂热轧横切线自动化控制系统的开发及应用,重点阐述了该自动化控制系统的结构、配置、特点及主要控制功能。热轧横切线自动化控制系统由过程控制系统(L2)、基础自动化系统及传动系统构成,采用优化的系统结构及配置,严谨的控制程序,成功地运用了位置闭环控制、AGC控制、张力控制等控制手段,合理地使用了西门子的T400,FM458等特殊模板,实现了高稳定性及高精度的控制目标。实际应用结果表明,系统控制性能良好,控制功能完善、运行稳定可靠、达到了预期的设计目标。 展开更多

关键词 热轧横切线 位置闭环控制 AGC控制 张力控制 过程控制

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鞍钢大型厂100m重轨自动化控制

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作者 曲强 王洋 丛威 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第S1期146-149,154,共5页

钢轨是轨道结构的重要部件,是铁路实现高速、重载发展的重要基础。铁道部有关部门根据我国铁路发展的需要,已将发展100 m。长定尺钢轨确定为我国铁路的技术政策。通常钢轨的轧制长度为110 m～120 m,利用热锯切去头尾不规整部分,在冷床... 钢轨是轨道结构的重要部件,是铁路实现高速、重载发展的重要基础。铁道部有关部门根据我国铁路发展的需要,已将发展100 m。长定尺钢轨确定为我国铁路的技术政策。通常钢轨的轧制长度为110 m～120 m,利用热锯切去头尾不规整部分,在冷床上进行热预弯工艺处理,减少钢轨矫直前的弯曲度,以降低钢轨因矫直引起的残余应力和表面损伤,同时还可以提高其成材率。热预弯工艺电气自动化控制采用先进的精确定位的位置闭环自动控制模型系统,控制精度可以达到±1 cm。还采用了先进的工业网络技术,某公司PROFINET工业以太网,整个生产线上的多台控制器及工程师站都联在主干光纤冗余环网中,具有很高的安全和可靠性。 展开更多

关键词 热预弯处理 位置闭环控制 PROFINET 冗余环网

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广州机械科学研究院液压高精度伺服控制系统研制成功

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《机床与液压》 北大核心 2009年第7期265-265,共1页

关键词 伺服控制系统 科学研究院 液压 机械 广州 高精度 位置闭环控制 控制技术

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AUV水下对接系统设计与接驳控制方案研究 被引量：4

15

作者 辛传龙 郑荣 杨博 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期633-645,共13页

为了实现自主水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)稳定、准确、高效地完成水下对接,提出一种导向罩开合式水下对接装置。针对该装置对接结构的特征所决定的AUV入坞运动的控制要求,考虑到在入坞阶段前向运动起主导作用,分别... 为了实现自主水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)稳定、准确、高效地完成水下对接,提出一种导向罩开合式水下对接装置。针对该装置对接结构的特征所决定的AUV入坞运动的控制要求,考虑到在入坞阶段前向运动起主导作用,分别建立了在静对接、悬浮对接和拖曳动对接三种应用场景下AUV对接系统的动力学仿真模型,重点分析了AUV对接系统在对接时受到的水动力和碰撞力。基于ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical system,机械系统动力学自动分析)和控制仿真软件MATLAB/Simulink联合搭建的水下对接仿真系统,进行在不同接驳控制方案下静对接、悬浮对接和拖曳动对接效果的仿真分析与对比。分析结果表明:在位置-速度闭环控制下,对接能耗、碰撞次数和最大碰撞力均为最小,对接耗时比传统的位置闭环控制减少约50%;在拖曳动对接场景下,在位置-速度闭环控制下对接系统实现了良好的变速跟踪,有利于AUV快速对接。该AUV水下对接系统适用于不同的对接场景,方便无人艇搭载并对AUV进行布放与回收,有利于革新海洋无人系统跨域协同作业模式。 展开更多

关键词 水下对接 静对接 悬浮对接 拖曳动对接 虚拟样机联合仿真 开合对接系统 位置-速度闭环控制

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PQF连轧管机轴支撑液压系统的改进设计 被引量：1

16

作者 孙天健 胡俊 +1 位作者 易坤 李军 《液压与气动》 北大核心 2012年第3期112-113,共2页

该文采用仿真软件AMESim对PQF连轧管机轴支撑液压系统出现的问题进行建模和仿真,对不同比例阀死区和阀台到液压缸的不同距离作了详细的分析;通过分析结果,改进了原液压系统的设计,改进后的液压系统克服了原系统出现的问题,同时也验证了... 该文采用仿真软件AMESim对PQF连轧管机轴支撑液压系统出现的问题进行建模和仿真,对不同比例阀死区和阀台到液压缸的不同距离作了详细的分析;通过分析结果,改进了原液压系统的设计,改进后的液压系统克服了原系统出现的问题,同时也验证了仿真的必要性和正确性。 展开更多

关键词 连轧管机 轴支撑 位置闭环控制 AMESIM仿真

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直控式电动舵机教学实验系统设计 被引量：2

17

作者 刘涛 王明辉 杜宏旺 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第11期84-88,共5页

设计开发了直控式电动舵机教学实验系统。采用STM32Cortex-M4单片机作为控制核心,设计实现了直接控制式电动舵机的位置闭环控制系统。详细介绍了实验系统的设计方案、设计任务、硬件组成、数学建模和仿真设计,开发了基于LabWindows的上... 设计开发了直控式电动舵机教学实验系统。采用STM32Cortex-M4单片机作为控制核心,设计实现了直接控制式电动舵机的位置闭环控制系统。详细介绍了实验系统的设计方案、设计任务、硬件组成、数学建模和仿真设计,开发了基于LabWindows的上位机软件界面,实现控制指令输入和动态测试。该系统采用模块化的软硬件方案,有助于深入学习电动舵机闭环控制、STM32单片机、上位机设计等知识,提高了学生知识综合运用能力和实践动手能力,获得了良好的实践教学效果。 展开更多

关键词 电动舵机 位置闭环控制 教学实验系统

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线性摩擦焊设备液压伺服系统的设计 被引量：7

18

作者 王颖 金辉 孙梅 《机床与液压》 北大核心 2012年第15期97-101,共5页

液压式线性摩擦焊是将电液伺服控制技术运用到线性摩擦焊接领域的一种先进制造技术。分析线性摩擦焊设备的工作原理,针对系统工作状况设计了一套液压伺服系统,采用一个小流量的伺服阀在振动过程中实现实时位置闭环控制,振动停止后将振... 液压式线性摩擦焊是将电液伺服控制技术运用到线性摩擦焊接领域的一种先进制造技术。分析线性摩擦焊设备的工作原理,针对系统工作状况设计了一套液压伺服系统,采用一个小流量的伺服阀在振动过程中实现实时位置闭环控制,振动停止后将振动缸位置精确定位是该系统的设计特点。同时针对液压系统中关键元件振动伺服阀进行了大量的设计计算、对比及仿真实验,从而选出适合该系统的伺服阀。该液压系统的设计为线性摩擦焊设备的研制提供了参考。 展开更多

关键词 线性摩擦焊 液压伺服系统 位置闭环控制 伺服阀

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换钻机械臂结构设计与运动分析 被引量：1

19

作者 罗江南 李建平 +1 位作者 刘磊 郝梦达 《液压与气动》 北大核心 2023年第12期81-90,共10页

为了实现瓦斯钻机钻杆的自动更换,设计了一种以摆动油缸为主要驱动元件的换钻机械臂。通过改进D-H法建立机械臂的运动学模型,利用解析法求取正逆解;利用MATLAB求得机械臂的工作空间;通过五次多项式对机械臂的运动轨迹进行规划;运用ADAM... 为了实现瓦斯钻机钻杆的自动更换,设计了一种以摆动油缸为主要驱动元件的换钻机械臂。通过改进D-H法建立机械臂的运动学模型,利用解析法求取正逆解;利用MATLAB求得机械臂的工作空间;通过五次多项式对机械臂的运动轨迹进行规划;运用ADAMS进行动力学仿真;以第一摆动缸作为被控对象设计位置闭环控制回路,增加压力补偿阀以减少摆动油缸的振动。结果表明,以摆动油缸为主要驱动装置的换钻机械臂结构设计合理;在回路中增加压力补偿阀可显著减少振动冲击和绝对误差。 展开更多

关键词 换钻机械臂 位置闭环控制 压力补偿 摆动油缸

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电液伺服增压系统的压力冲击抑制方案及特性 被引量：3

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作者 韩笑 郝云晓 权龙 《液压与气动》 北大核心 2023年第6期57-63,共7页

传统伺服增压系统采用电磁换向阀控制增压缸双向运动,电磁换向阀阀芯位移阶跃变化,导致液压泵变量机构响应不及时而产生大的压力冲击,造成系统中部分元件的损坏并影响系统的正常工作。为此,提出一种液压泵压力主动调控与增压缸位置闭环... 传统伺服增压系统采用电磁换向阀控制增压缸双向运动,电磁换向阀阀芯位移阶跃变化,导致液压泵变量机构响应不及时而产生大的压力冲击,造成系统中部分元件的损坏并影响系统的正常工作。为此,提出一种液压泵压力主动调控与增压缸位置闭环控制的方法,在液压泵出口增设蓄能器,并使液压泵压力根据增压缸水腔压力实时变化,减小增压缸换向过程压力冲击。建立了所提伺服增压系统的仿真模型,分析伺服增压系统运行特性和所提方案减小压力冲击的效果。结果表明,与传统伺服增压系统相比,采用提出的解决方案,液压泵出口压力冲击由21 MPa减小为14 MPa;增压缸在系统启动过程中的油腔压力冲击由32 MPa降低为7.1 MPa,降低幅度为77.8%;高压运行过程中,油腔压力冲击降低4.5 MPa。同时,所提方案具有良好的节能效果,一个增压周期内,与传统增压系统相比,能耗降低了6.7%。 展开更多

关键词 伺服增压系统 位置闭环控制 蓄能器 压力冲击

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