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基于自耦控制理论的火炮俯仰电液伺服系统技术研究
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作者 沈凯 韩崇伟 +3 位作者 曾喆昭 李长红 张子雒 耿晓虎 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第2期74-82,共9页
针对火炮泵控缸电液伺服系统中存在非线性、外部扰动以及内部参数摄动等问题,以角度跟踪为目标,提出了一种基于自耦PID理论的控制方法。该方法将火炮泵控缸电液伺服系统中的不确定性以及外部扰动定义为总和扰动,在外环设计虚拟控制量,... 针对火炮泵控缸电液伺服系统中存在非线性、外部扰动以及内部参数摄动等问题,以角度跟踪为目标,提出了一种基于自耦PID理论的控制方法。该方法将火炮泵控缸电液伺服系统中的不确定性以及外部扰动定义为总和扰动,在外环设计虚拟控制量,将三阶非线性不确定扰动系统映射为外环二阶线性扰动系统和内环一阶线性扰动系统。据此,分别对外环二阶、内环一阶线性扰动系统设计基于自适应速度因子的自耦PD、自耦PI控制器,在复频域分析了系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性。结果表明,相较于PID和ADRC,所设计的控制器具有鲁棒性好、抗扰动强、控制简单等特点,在火炮电液伺服系统中具有重要研究价值。 展开更多
关键词 火炮电液伺服系统 自耦PID 鲁棒控制 虚拟控制器 速度因子 总和扰动
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不确定电液伺服系统的时变输出约束自适应滤波控制
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作者 潘昌忠 何广 +2 位作者 李智靖 周兰 熊培银 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1819-1828,共10页
针对电液伺服系统位置跟踪控制中存在的输出约束和不确定性问题,提出一种基于正切型时变障碍Lyapunov函数的输出约束自适应滤波控制方法。构造具有时变约束边界的正切型时变障碍Lyapunov函数,通过时变边界函数的参数设置,使系统输出具... 针对电液伺服系统位置跟踪控制中存在的输出约束和不确定性问题,提出一种基于正切型时变障碍Lyapunov函数的输出约束自适应滤波控制方法。构造具有时变约束边界的正切型时变障碍Lyapunov函数,通过时变边界函数的参数设置,使系统输出具有较好的瞬态和稳态性能;设计径向基函数(RBF)神经网络及权重自适应学习律,在线逼近由模型不确定性和未知干扰组成的复合干扰,并将逼近值用于反馈控制;采用二阶指令滤波反步法设计状态反馈控制律和误差补偿机制,避免反步设计中“计算爆炸”的问题,同时消除滤波误差,提高系统位置跟踪精度;依据Lyapunov稳定性理论证明闭环系统中所有误差信号的收敛性。仿真结果表明:系统的稳态误差在所提方法下约为3.48×10^(-8)m,相比于其他控制方法,跟踪误差始终约束在时变的约束边界内,跟踪精度和控制性能均得到提升。 展开更多
关键词 电液伺服系统 时变障碍Lyapunov函数 径向基函数神经网络 指令滤波 误差补偿 反步法
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基于扩张滑模观测器的电液伺服系统鲁棒控制 被引量:2
3
作者 臧万顺 沈刚 +1 位作者 赵军 臧克江 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期611-621,共11页
为了提高电液伺服系统(EHSSs)控制性能,考虑外部干扰力、摩擦力、参数变动、结构振动及未建模特性等系统不确定性,构建系统状态空间模型.为了应对系统不确定性,提出新型扩张滑模观测器(ESMO),用于同时估计系统全状态和系统不确定性,并... 为了提高电液伺服系统(EHSSs)控制性能,考虑外部干扰力、摩擦力、参数变动、结构振动及未建模特性等系统不确定性,构建系统状态空间模型.为了应对系统不确定性,提出新型扩张滑模观测器(ESMO),用于同时估计系统全状态和系统不确定性,并结合等值注入原理及饱和函数进行合理优化.利用系统不确定性的估计值,在反步控制设计中引入障碍Lyapunov函数,将系统的跟踪误差约束在一定范围内,结合参数自适应律,提高系统控制性能.为了验证所提控制方法的性能,在MATLAB/Simulink软件平台构建仿真模型,进一步地,搭建电液伺服系统实验台及实时控制系统,进行仿真和实验验证.结果表明所提方法的性能优于基于障碍Lyapunov函数的反步控制器及传统的反步控制器. 展开更多
关键词 电液伺服系统 系统不确定性 扩张滑模观测器 参数自适应 障碍Lyapunov函数 反步控制
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自适应控制方法在重载机械臂电液伺服系统中的应用研究
4
作者 陈登 《造纸装备及材料》 2024年第11期37-39,共3页
文章针对重载机械臂电液伺服系统的复杂非线性和参数不确定性问题,提出并设计了基于Lyapunov稳定性理论的自适应控制方法。通过建立精确的液压系统、机械臂动力学及伺服电机的非线性模型,实现了系统的动态特性模拟。随后,构建了自适应... 文章针对重载机械臂电液伺服系统的复杂非线性和参数不确定性问题,提出并设计了基于Lyapunov稳定性理论的自适应控制方法。通过建立精确的液压系统、机械臂动力学及伺服电机的非线性模型,实现了系统的动态特性模拟。随后,构建了自适应控制器架构,采用模型参考自适应控制算法,结合遗传算法与粒子群优化算法,对控制器参数进行了全局优化。在MATLAB/Simulink平台上进行的仿真结果表明,自适应控制方法在处理负载变化和外部扰动时,具有更快的动态响应、更低的稳态误差及更优的抗扰性能,显著优于传统PID控制方法。 展开更多
关键词 重载机械臂 电液伺服系统 自适应控制 仿真模型
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直驱容积控制电液伺服系统模型与动态特性 被引量:14
5
作者 刘军龙 姜继海 +2 位作者 欧进萍 张春巍 刘庆和 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期61-65,共5页
为了研究直接驱动容积控制电液伺服系统动态响应特性不高的原因,分别建立直驱容控电液驱动系统的电机控制、液压动力机构和液压执行机构等子系统的力学模型,并建立直驱容控电液伺服作动器的数学模型.利用MATLAB软件对系统主要部件进行... 为了研究直接驱动容积控制电液伺服系统动态响应特性不高的原因,分别建立直驱容控电液驱动系统的电机控制、液压动力机构和液压执行机构等子系统的力学模型,并建立直驱容控电液伺服作动器的数学模型.利用MATLAB软件对系统主要部件进行数值仿真分析.结果表明,系统动态特性不高的根本原因是泵控动力机构的动态特性不高.对系统各组成部件的动态特性进行了分析,并提出改进系统性能的措施与策略. 展开更多
关键词 直驱容控电液伺服系统 动态特性 电机控制 液压动力机构 数值仿真
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电液伺服系统的同步控制研究 被引量:17
6
作者 李长春 孟亚东 +1 位作者 刘晓东 周欣 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期765-768,共4页
设计了一个同步控制电液伺服系统,系统中4个油缸同时支撑一个质量为900 t的箱形梁。为使运输与吊装过程中箱形梁严格保持水平,设计中综合采用了位置同步控制和力跟踪控制算法,实现了4个油缸同步运动且受力平均。最后,仿真结果验证了该... 设计了一个同步控制电液伺服系统,系统中4个油缸同时支撑一个质量为900 t的箱形梁。为使运输与吊装过程中箱形梁严格保持水平,设计中综合采用了位置同步控制和力跟踪控制算法,实现了4个油缸同步运动且受力平均。最后,仿真结果验证了该控制方法的有效性。 展开更多
关键词 自动控制技术 电液伺服系统 箱形梁 位置同步控制 力跟踪控制
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具有输入饱和的电液伺服系统反步位置跟踪控制 被引量:15
7
作者 石胜利 李建雄 方一鸣 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3369-3374,共6页
针对具有输入饱和的电液伺服系统,设计一种基于干扰观测器的反步位置跟踪控制器。利用干扰观测器对系统中由外部扰动、参数不确定等引起的未知复合干扰进行估计,同时利用跟踪微分器估计虚拟控制量的微分信号,有效降低控制器复杂性。基于... 针对具有输入饱和的电液伺服系统,设计一种基于干扰观测器的反步位置跟踪控制器。利用干扰观测器对系统中由外部扰动、参数不确定等引起的未知复合干扰进行估计,同时利用跟踪微分器估计虚拟控制量的微分信号,有效降低控制器复杂性。基于Lyapunov稳定性理论证明在所设计控制器的作用下,闭环系统所有信号一致最终有界。最后对某650 mm轧机电液伺服系统进行仿真,验证所提方法具有较好的跟踪性能。 展开更多
关键词 电液伺服系统 反步控制 输入饱和 干扰观测器
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自适应逆控制在电液伺服系统中的应用 被引量:9
8
作者 吴振顺 付丙勤 +1 位作者 冯玉宾 赖海江 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期385-387,400,共4页
以液压位置控制系统为研究对象,根据自适应逆控制理论,运用X-VSSLMS滤波算法构成参考模型为一的自适应逆控制器.完成了系统动态特征参数变化、外界扰动影响下等的大量仿真试验研究,结果表明,自适应逆控制器在系统参数变化、外界扰动的... 以液压位置控制系统为研究对象,根据自适应逆控制理论,运用X-VSSLMS滤波算法构成参考模型为一的自适应逆控制器.完成了系统动态特征参数变化、外界扰动影响下等的大量仿真试验研究,结果表明,自适应逆控制器在系统参数变化、外界扰动的影响下,具有良好的自适应性和动态鲁棒性. 展开更多
关键词 电液伺服系统 自适应逆控制 X—VSSLMS自适应滤波算法
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采用李雅普诺夫函数的电液伺服系统反馈线性化控制 被引量:12
9
作者 俞珏 庄健 于德弘 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期71-76,123,共7页
针对电液伺服系统的参数时变、强非线性,致使传统控制算法难以实现高精度高稳定性的位置输出的问题,提出了一种采用李雅普诺夫函数(Lyapunov)的反馈线性化控制器。该控制器通过反馈线性化方法将电液伺服系统的位置输出控制在预定轨迹上... 针对电液伺服系统的参数时变、强非线性,致使传统控制算法难以实现高精度高稳定性的位置输出的问题,提出了一种采用李雅普诺夫函数(Lyapunov)的反馈线性化控制器。该控制器通过反馈线性化方法将电液伺服系统的位置输出控制在预定轨迹上,使系统满足准确性、快速性的要求。针对液压系统中的油液体积弹性模量参数存在着较大的不确定性且难以在线测量、不精确的参数将削弱反馈线性化的控制效果甚至导致系统失稳的问题,采用Lyapunov直接法对反馈线性化控制器进行再设计。通过系统的综合误差构建形式简单的Lyapunov函数,进而给出最优参数估计值的取值方法,且满足Lyapunov函数的导函数为非正定,从而保证了整个系统的渐进稳定性。仿真结果表明,改进的反馈线性化控制器能够很好地兼顾控制精度和系统的鲁棒性,获得较好的控制效果。 展开更多
关键词 李雅普诺夫函数 电液伺服系统 反馈线性化 参数时变 体积弹性模量
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摩擦力作用下电液伺服系统非线性动力学行为 被引量:8
10
作者 朱勇 姜万录 郑直 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期50-57,共8页
以电液伺服系统为研究对象,重点探究了非线性摩擦力对系统动态特征的影响规律.根据非线性动力学原理,建立了电液伺服系统的非线性动力学模型.通过理论研究,指出非线性摩擦力作用可以用Van Der Pol方程描述.通过数值试验分析,揭示了系统... 以电液伺服系统为研究对象,重点探究了非线性摩擦力对系统动态特征的影响规律.根据非线性动力学原理,建立了电液伺服系统的非线性动力学模型.通过理论研究,指出非线性摩擦力作用可以用Van Der Pol方程描述.通过数值试验分析,揭示了系统内在的分岔现象及典型非线性动力学行为.用非线性动力学研究方法对实测的电液伺服系统的动态数据进行了深入分析,揭示了摩擦力引起的"极限环型振荡"现象.发现摩擦力的非线性作用会引起电液伺服系统在工作过程中发生非线性振动,其对系统动态特征的影响不容忽视,在系统建模与动态特性研究时应该将摩擦力的非线性作用考虑在内. 展开更多
关键词 电液伺服系统 非线性摩擦力 极限环型振荡 分岔 混沌
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支持向量机在电液伺服系统辨识建模中的应用 被引量:6
11
作者 曹克强 胡良谋 +1 位作者 张春山 张建邦 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2007年第3期43-45,共3页
提出了电液伺服系统的支持向量机的辨识建模方法。利用电液伺服系统的可测参量,建立了基于支持向量机的电液伺服系统的模型。以电液位置伺服系统为例,进行了仿真实验。仿真结果表明支持向量机模型具有辨识精度高,推广性能好的优点,从而... 提出了电液伺服系统的支持向量机的辨识建模方法。利用电液伺服系统的可测参量,建立了基于支持向量机的电液伺服系统的模型。以电液位置伺服系统为例,进行了仿真实验。仿真结果表明支持向量机模型具有辨识精度高,推广性能好的优点,从而验证了该方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 支持向量机 回归型支持向量机 电液伺服系统 系统辨识
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电液伺服系统的模型跟随控制研究 被引量:7
12
作者 李长春 刘晓东 孟亚东 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期629-632,共4页
在分析电液伺服系统建模过程中非线性因素的基础上,研究比较了模型跟随控制与普通闭环反馈控制的鲁棒性差异,设计了针对系统液压阻尼参数扰动下的模型跟随控制,通过仿真计算验证了该控制策略对参数扰动表现出更强的鲁棒性。
关键词 自动控制技术 电液伺服系统 模型跟随控制 参数扰动
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某电液伺服系统的神经网络自抗扰控制 被引量:7
13
作者 王荣林 范欢迎 +1 位作者 高强 侯远龙 《煤矿机械》 北大核心 2013年第10期73-76,共4页
针对某电液伺服系统存在非线性及时变性,难以对其进行精确控制的问题,提出了神经网络自抗扰控制方案。该方案利用神经网络所具有的可以实现任意复杂映射关系的能力,将非线性误差反馈控制规律中的比例系数与微分增益作为单神经元自适应... 针对某电液伺服系统存在非线性及时变性,难以对其进行精确控制的问题,提出了神经网络自抗扰控制方案。该方案利用神经网络所具有的可以实现任意复杂映射关系的能力,将非线性误差反馈控制规律中的比例系数与微分增益作为单神经元自适应控制器的权系数,通过单神经元的自学习功能进行在线调节;同时利用RBF神经网络作为辨识器,以辨识被控对象的梯度信息。通过MATLAB计算机仿真结果证明,该控制方案使系统具有响应速度快、稳态精度高、鲁棒性强等优点,并能够有效的抑制外界扰动。 展开更多
关键词 电液伺服系统 非线性 自抗扰控制 扰动补偿
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压力反馈在非对称缸电液伺服系统中的应用 被引量:7
14
作者 高凤阳 田野 王君帅 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 EI CAS 2005年第4期403-406,共4页
目的为校正和补偿非对称缸组成的电液位置伺服系统由于非对称缸参数引起的系统动态响应的不对称性.方法对非对称缸参数引起的系统动态响应的不对称性在此进行了分析,找到了其主要影响因数,阻尼系数的不对称性.提出一种补偿方法———单... 目的为校正和补偿非对称缸组成的电液位置伺服系统由于非对称缸参数引起的系统动态响应的不对称性.方法对非对称缸参数引起的系统动态响应的不对称性在此进行了分析,找到了其主要影响因数,阻尼系数的不对称性.提出一种补偿方法———单边压力反馈.研究和分析了单边压力反馈对系统动态参数的影响,并给出了不对称参数K=0.5时不同补偿参数下系统阶跃响应的仿真计算.结果仿真计算表明单侧压力反馈对非对称缸电液伺服系统的非对称性有显著改善.结论非对称缸电液位置伺服系统可以采用单边压力反馈补偿其非对称性,适当调整单边压力反馈增益其响应特性是一致的. 展开更多
关键词 压力反馈 非对称缸 电液伺服系统 校正
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火炮俯仰电液伺服系统速度非线性抑制技术研究 被引量:4
15
作者 代普 潘军 +1 位作者 马晴 刘妙 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1246-1254,共9页
火炮俯仰电液伺服系统因其特殊结构存在严重的速度非线性,这一特征不但导致系统在不同角度区间等幅调转时间不同,也严重影响系统的动态跟踪性能。在剖析俯仰电液伺服系统原理基础上,建立俯仰伺服系统运动的数学模型,获取俯仰电液伺服系... 火炮俯仰电液伺服系统因其特殊结构存在严重的速度非线性,这一特征不但导致系统在不同角度区间等幅调转时间不同,也严重影响系统的动态跟踪性能。在剖析俯仰电液伺服系统原理基础上,建立俯仰伺服系统运动的数学模型,获取俯仰电液伺服系统的非线性运动规律,提出俯仰电液伺服系统速度非线性的抑制方法,通过引入非线性观测及非线性补偿环节,较好地抑制了俯仰电液系统的速度非线性特性,改善了系统的控制特性。仿真及样机实验结果表明:该方法具有良好的控制效果,可对位置环输出的速度主令到俯仰体旋转速度主令的非线性进行较好的抑制,实现位置环输出的速度主令到俯仰体旋转速度主令的线性化,从而显著改善火炮俯仰电液伺服系统的调转及动态跟踪性能。 展开更多
关键词 火炮 俯仰 电液伺服系统 非线性抑制
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基于神经网络的某扫雷犁电液伺服系统建模与控制 被引量:3
16
作者 张媛 孙战 +2 位作者 邢宗义 秦勇 贾利民 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第4期141-146,共6页
扫雷犁电液伺服系统是一类复杂非线性系统,基于传统建模方法构造的线性模型难以反映系统的本质非线性特征,因此提出采用基于正交最小二乘法的径向基函数神经网络对该系统进行精确建模;已有的手动分级控制或传统的PID控制方式不能满足精... 扫雷犁电液伺服系统是一类复杂非线性系统,基于传统建模方法构造的线性模型难以反映系统的本质非线性特征,因此提出采用基于正交最小二乘法的径向基函数神经网络对该系统进行精确建模;已有的手动分级控制或传统的PID控制方式不能满足精确控制的战术要求,提出采用基于广义训练和专门训练相结合的神经网络直接逆控制方法,实现系统吃土深度的有效控制。实验仿真结果以及与其他建模和控制方法的比较,验证了提出方法的有效性。 展开更多
关键词 电液伺服系统 神经网络 建模 逆控制
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电液伺服系统的神经网络建模方法研究 被引量:3
17
作者 童仲志 邢宗义 +2 位作者 张媛 高强 贾利民 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期620-626,共7页
针对电液伺服系统固有的流量-压力特性等非线性因素使得采用传递函数等传统方法难以获得电液伺服系统的精确模型的问题,详细研究了电液伺服系统的神经网络建模方法。研究了两种最常见的神经网络,即多层感知器神经网络和径向基函数神经网... 针对电液伺服系统固有的流量-压力特性等非线性因素使得采用传递函数等传统方法难以获得电液伺服系统的精确模型的问题,详细研究了电液伺服系统的神经网络建模方法。研究了两种最常见的神经网络,即多层感知器神经网络和径向基函数神经网络,采用5种典型学习算法构造了3种多层感知器神经网络和2种径向基函数神经网络,并结合自动定深电液伺服系统的工程实例,详细分析了这5种神经网络在电液伺服系统中的建模性能。研究结果表明,采用正交最小二乘算法的径向基函数神经网络最适合电液伺服系统的建模。 展开更多
关键词 电液伺服系统 多层感知器神经网络(MLPNN) 径向基函数神经网络(RBFNN) 建模
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基于SA-GA-BP的某爆破扫雷器电液伺服系统建模 被引量:4
18
作者 李明洲 陈机林 +2 位作者 刘超 姚松坡 汪辉 《兵工自动化》 2017年第3期40-44,共5页
为解决电液伺服系统的液压元件存在非线性时变性等不确定因素,使得难以对其建立精确模型的问题,提出一种基于模拟退火遗传算法(simulated annealing genetic algorithm,SA-GA)优化BP神经网络的建模方法。利用模拟退火算法(simulated ann... 为解决电液伺服系统的液压元件存在非线性时变性等不确定因素,使得难以对其建立精确模型的问题,提出一种基于模拟退火遗传算法(simulated annealing genetic algorithm,SA-GA)优化BP神经网络的建模方法。利用模拟退火算法(simulated annealing algorithm,SA)的概率跳变能力克服遗传算法(genetic algorithm,GA)存在的早熟现象,在此基础上采用模拟退火遗传算法的全局寻优能力优化BP神经网络的权值和阈值。以某型爆破扫雷器电液伺服系统为例,利用所提方法对系统进行离线辨识。仿真结果表明:基于SA-GA-BP神经网络的建模方法能很好地拟合系统固有的非线性和时变性特性,所提方法是有效的。 展开更多
关键词 电液伺服系统 模拟退火遗传算法 BP神经网络 建模
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基于PID控制的实验液压机电液伺服系统的仿真分析 被引量:6
19
作者 裴喜永 原思聪 张亚磊 《煤矿机械》 北大核心 2010年第4期52-55,共4页
以QD-100型实验液压机电液伺服系统为例,利用PID控制器设计的方法,在MAT-LAB/Simulink环境下对液压机电液伺服系统进行计算机仿真,并对仿真结果进行分析。
关键词 液压机 电液伺服系统 PID控制器
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间歇激励条件下电液伺服系统的复合自适应控制 被引量:2
20
作者 郭秦阳 施光林 王冬梅 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期639-646,共8页
针对电液伺服系统在间歇激励条件下的高精度轨迹追踪问题提出了一种复合自适应动态面控制方法.通过引入一阶指令滤波器对控制器设计过程中的虚拟控制信号进行处理.可以避免对其进行复杂的偏微分计算.为了实现对液压系统中未知阻尼系数... 针对电液伺服系统在间歇激励条件下的高精度轨迹追踪问题提出了一种复合自适应动态面控制方法.通过引入一阶指令滤波器对控制器设计过程中的虚拟控制信号进行处理.可以避免对其进行复杂的偏微分计算.为了实现对液压系统中未知阻尼系数与未知刚度系数的估计与补偿,设计了一种复合自适律,松弛了传统自适应控制方法中严格的持续激励条件.利用Lyapunov理论对闭环系统的稳定性进行了分析,并基于MATLAB/Simulink对比仿真结果验证了所提出控制方法的有效性. 展开更多
关键词 电液伺服系统 未知参数 轨迹追踪 复合自适应控制 动态面控制
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