基于直驱阀的双闭环模糊自适应PID控制及其在异形销孔精密镗孔中的应用

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作者 李岩 刘建伟 刘鹏 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期95-104,共10页

针对异形销孔的精密镗削加工,研究高频响音圈电机直接驱动伺服阀(VCM-DDV)在精密镗削装置中的应用,提出一种基于干扰观测器的双闭环模糊自适应PID(FPID)控制策略。该控制策略包括基于FPID的阀芯位置控制和基于干扰观测器的输出压力控制... 针对异形销孔的精密镗削加工,研究高频响音圈电机直接驱动伺服阀(VCM-DDV)在精密镗削装置中的应用,提出一种基于干扰观测器的双闭环模糊自适应PID(FPID)控制策略。该控制策略包括基于FPID的阀芯位置控制和基于干扰观测器的输出压力控制。建立基于AMESim和Simulink的联合仿真环境,对系统进行仿真研究。仿真结果表明:采用模糊控制和干扰观测器相结合的两级反馈算法,提高了液压伺服系统在动载荷作用下的位置和压力性能,阶跃响应时间在21.2 ms内。在此基础上进行了异形销孔镗孔实验,实验结果表明:圆度达0.3μm,粗糙度达0.15μm,满足加工精度要求,验证了补偿方法的正确性。 展开更多

关键词 异形销孔 直驱阀 FPID 两级闭环控制 干扰观测器

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微小流量旋转直驱伺服阀传控特性分析与优化

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作者 陆亮 徐寅鹏 +3 位作者 李梦如 张小洁 凌扬洋 李鸿向 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期805-814,共10页

针对无人机、战术弹、支线民航等小型飞行器航空发动机燃油计量系统与推力矢量系统微小流量的伺服控制需求,就旋转直驱伺服阀偏心球副传动接口与非全周节流阀口等关键结构进行了尺寸约束设计分析,并就节流阀口宽度、球副偏心距以及驱动... 针对无人机、战术弹、支线民航等小型飞行器航空发动机燃油计量系统与推力矢量系统微小流量的伺服控制需求,就旋转直驱伺服阀偏心球副传动接口与非全周节流阀口等关键结构进行了尺寸约束设计分析,并就节流阀口宽度、球副偏心距以及驱动电机转动惯量等重要参数进行了优化分析,给出了伺服阀结构设计的优化区间。在此基础上,研究提出了电机转角与电流双闭环控制方法,幅频响应实测结果与理论分析较为一致,200 Hz以上高频响应满足实际需求,且双闭环控制方法大幅降低了伺服阀响应超调并提升了稳定性。 展开更多

关键词 旋转直驱伺服阀 微小流量 传动与控制 建模分析 设计优化

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泵控直驱式线控制动单元的设计与分析

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作者 孙兆岳 谭草 +3 位作者 李波 鲁应涛 徐浩力 于鹏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期957-961,共5页

为简化传统汽车制动系统结构,更好地满足智能网联汽车对制动力快速调节的需求,提出了一种泵控直驱式线控制动单元,采用泵控直驱容积伺服技术,通过伺服电机直接驱动双向齿轮泵,实现对制动轮缸压力的控制和快速调节,消除阀控系统的节流损... 为简化传统汽车制动系统结构,更好地满足智能网联汽车对制动力快速调节的需求,提出了一种泵控直驱式线控制动单元,采用泵控直驱容积伺服技术,通过伺服电机直接驱动双向齿轮泵,实现对制动轮缸压力的控制和快速调节,消除阀控系统的节流损失,有效提升系统效率。在泵控直驱式线控制动单元参数设计及数学建模的基础上,试制了制动单元样机与性能测试平台,分析了轮缸压力变化的响应曲线以及跟随特性。仿真和试验结果证明了泵控直驱式线控制动单元的可行性,12 MPa压力阶跃响应时间为200 ms,系统具有良好的响应速度和稳定性,为线控制动技术提供了一种新的实施方案。 展开更多

关键词 汽车工程 直驱 电液伺服泵控 线控制动 压力控制

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冗余直接驱动伺服作动系统建模与特性分析 被引量：3

4

作者 靳红涛 焦宗夏 +1 位作者 李成功 周汝胜 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1059-1062,共4页

为了提高数字式直接驱动伺服作动系统的可靠性,对系统进行了余度配置,电气部分采取三余度,机械部分采取二余度,设计了伺服作动系统的余度配置和管理方案.对系统的机理进行了深入研究,建立了二余度阀控液压缸、三余度直流无刷电动机等系... 为了提高数字式直接驱动伺服作动系统的可靠性,对系统进行了余度配置,电气部分采取三余度,机械部分采取二余度,设计了伺服作动系统的余度配置和管理方案.对系统的机理进行了深入研究,建立了二余度阀控液压缸、三余度直流无刷电动机等系统各部分的数学模型,分析了余度配置对系统的可靠性和动静态性能的影响.基于Matlab的仿真平台Simulink对冗余伺服作动系统进行了仿真分析.结果表明,系统在电气二次故障、机械一次故障的情况下仍保持较好的动态特性,系统的余度配置和管理方案使系统可靠性得到提高,动静态性能得到改善,为冗余直接驱动式伺服作动系统的研制提供了理论依据. 展开更多

关键词 冗余 可靠性 直接驱动 伺服控制 作动系统

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基于遗传算法的直驱XY平台变增益交叉耦合控制 被引量：4

5

作者 王丽梅 庞月 +1 位作者 杜帅 刘春芳 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2011年第5期481-485,共5页

对于永磁直线同步电机驱动的XY平台,轮廓加工精度易受到系统动态非线性、不确定性因素以及曲线轨迹的轮廓误差模型相对复杂等问题的影响.为了削弱以上影响,实现XY平台的高精度轮廓跟踪控制,设计了变增益交叉耦合控制器来补偿X、Y轴的耦... 对于永磁直线同步电机驱动的XY平台,轮廓加工精度易受到系统动态非线性、不确定性因素以及曲线轨迹的轮廓误差模型相对复杂等问题的影响.为了削弱以上影响,实现XY平台的高精度轮廓跟踪控制,设计了变增益交叉耦合控制器来补偿X、Y轴的耦合误差,并采用遗传算法对其中的PID控制器参数进行寻优,利用基因突变的能力,避免其陷入局部最佳解,从而快速准确地找到全局最佳解,使得系统轮廓误差达到要求的精度范围.理论推导与仿真结果表明,所设计的控制系统能有效提高XY平台的轮廓加工精度. 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 直接驱动 伺服控制 XY平台 遗传算法 变增益交叉耦合控制 轮廓控制 轮廓误差

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潜艇操舵系统噪声综述 被引量：4

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作者 廖健 何琳 +1 位作者 陈宗斌 谭晓朋 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第5期74-84,共11页

操舵系统噪声是潜艇隐身工况下的主要噪声源之一。首先结合操舵系统构成,从舵叶、传动装置以及舵液压系统3个方面,梳理各组件噪声源,提出减振降噪设计措施。然后,从使用维护角度给出低噪声操纵的使用建议。舵液压系统是操舵系统的驱动设... 操舵系统噪声是潜艇隐身工况下的主要噪声源之一。首先结合操舵系统构成,从舵叶、传动装置以及舵液压系统3个方面,梳理各组件噪声源,提出减振降噪设计措施。然后,从使用维护角度给出低噪声操纵的使用建议。舵液压系统是操舵系统的驱动设备,也是主要噪声源,将舵液压系统噪声源按照运行稳态和瞬态工况划分为6大类,重点分析噪声作用机理及其控制措施。最后,指出基于直驱式伺服控制原理的新型电液操舵装置是未来发展趋势。 展开更多

关键词 操舵系统 噪声机理 液压冲击 直驱式伺服控制

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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

7

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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直动式电液伺服阀控制系统的建模与仿真研究 被引量：4

8

作者 周玉虎 白志红 熊光煜 《机床与液压》 北大核心 2006年第11期141-142,共2页

在介绍直动式电液伺服阀的基础上,建立了直动式电液伺服阀伺服控制系统的数学模型以及S imu link仿真框图,对其进行仿真,并对仿真结果进行了分析。

关键词 直动式 电液伺服阀 伺服控制系统 数学模型 仿真

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数控转台回转送进系统动态伺服刚度的H_∞鲁棒控制 被引量：3

9

作者 孙宜标 金石 王成元 《组合机床与自动化加工技术》 2007年第8期64-67,共4页

数控转台用环形永磁力矩电动机回转送进系统采用直接驱动技术后,对负载转矩变化更为敏感,严重影响系统的动态伺服刚度,使系统的伺服性能大大降低。采用高级PDFF控制结构与H∞鲁棒控制理论相结合的方法,将动态刚度的最大化设计问题转化为... 数控转台用环形永磁力矩电动机回转送进系统采用直接驱动技术后,对负载转矩变化更为敏感,严重影响系统的动态伺服刚度,使系统的伺服性能大大降低。采用高级PDFF控制结构与H∞鲁棒控制理论相结合的方法,将动态刚度的最大化设计问题转化为H∞鲁棒控制的最小化设计问题来设计控制器。该控制器可以有效地抑制负载扰动对数控转台伺服系统的影响,使系统具有较强的鲁棒性,并获得良好的跟踪响应,在一定程度上解决了系统抗干扰性能与快速跟随性能之间的矛盾。仿真结果表明,与传统的PDFF控制器相比,所提出的基于高级PDFF控制框架的H∞控制器提供了更高的动态伺服刚度来抑制动态扰动。 展开更多

关键词 数控转台 直接驱动 动态伺服刚度 PDFF控制 H∞ 鲁棒控制

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数控转台回转送进系统伺服刚度的鲁棒控制 被引量：3

10

作者 孙宜标 金石 王成元 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第16期1966-1969,1973,共5页

直接驱动数控转台采用环形永磁力矩电机的伺服系统易受负载转矩变化的影响,显著降低系统的伺服动态刚度。基于具有前馈的伪微分反馈控制框架,采用H∞混合灵敏度控制方法,将动态刚度的最大化设计问题转化为H∞鲁棒控制的最小化设计问题... 直接驱动数控转台采用环形永磁力矩电机的伺服系统易受负载转矩变化的影响,显著降低系统的伺服动态刚度。基于具有前馈的伪微分反馈控制框架,采用H∞混合灵敏度控制方法,将动态刚度的最大化设计问题转化为H∞鲁棒控制的最小化设计问题来设计控制器。该控制器使系统对负载扰动及自身参数变化具有较强的鲁棒性,提高了系统对输入信号的响应速度,解决抗干扰性能和快速跟踪性能之间的矛盾,增强了系统的动态刚度。仿真结果表明,所设计的H∞控制器使数控转台回转送进系统对负载扰动及参数变化具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 数控转台 直接驱动 伺服动态刚度 H∞鲁棒控制 混合灵敏度

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直驱式容积控制电液伺服系统及其发展现状 被引量：21

11

作者 郑洪波 孙友松 《机床与液压》 北大核心 2011年第2期132-136,共5页

常规液压机存在能源利用率不高、系统复杂、可靠性差等问题。为了解决上述问题,先后出现了泵排量控制系统和泵转速控制系统(直驱式容积控制电液伺服系统)。介绍直驱式容积控制电液伺服系统的组成、原理、特点、动态性能和控制方法,对直... 常规液压机存在能源利用率不高、系统复杂、可靠性差等问题。为了解决上述问题,先后出现了泵排量控制系统和泵转速控制系统(直驱式容积控制电液伺服系统)。介绍直驱式容积控制电液伺服系统的组成、原理、特点、动态性能和控制方法,对直驱式容积控制电液伺服系统国内外研究和应用现状进行综述,并讨论这种系统的发展趋势。 展开更多

关键词 液压系统 节能 直驱式容积控制 电液伺服系统

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直驱泵控电液伺服泄露补偿保压方法研究 被引量：4

12

作者 高峰 罗莹莹 +2 位作者 李艳 芮宏斌 周飞 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第9期1415-1420,共6页

为解决传统阀控或变量泵保压系统在工程应用中因温升高、结构复杂而带来的对油液污染敏感、保压精度差、效率低等问题,在分析永磁同步交流伺服电机调速性能和效率的基础上,结合齿轮泵结构简单、可靠性高的特点,提出了一种直驱泵控电液... 为解决传统阀控或变量泵保压系统在工程应用中因温升高、结构复杂而带来的对油液污染敏感、保压精度差、效率低等问题,在分析永磁同步交流伺服电机调速性能和效率的基础上,结合齿轮泵结构简单、可靠性高的特点,提出了一种直驱泵控电液伺服泄漏补偿保压方法。系统保压时,根据流量连续性方程,使齿轮泵输出流量仅补偿回转液压缸泄漏量。该系统较传统保压系统结构简单、可靠性高且实现了节能。通过齿轮泵实际流量实验以及回转液压缸泄漏实验得到齿轮泵转速和系统保压压力之间的数学关系,建立系统保压数学模型,通过系统阶跃响应实验分析了该系统的动态性能。实验结果表明,该系统的输出能很好地跟随输入,满足系统保压性能要求。 展开更多

关键词 直驱泵控电液伺服系统 回转液压缸 泄漏 保压 阶跃响应

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直驱泵控电液位置伺服系统模糊PID控制仿真与实验研究 被引量：11

13

作者 刘二东 郑建明 +1 位作者 黄建强 贺梦婕 《液压与气动》 北大核心 2015年第5期67-71,共5页

直驱泵控系统由于控制精度高、响应快、功率损失小、结构紧凑等优点,逐渐被应用到工业控制领域。但直驱泵控系统存在严重饱和与死区、非线性、时变性、时滞性的特点。我们采用模糊PID控制方法进行直驱泵控系统的液压缸位置伺服控制。在A... 直驱泵控系统由于控制精度高、响应快、功率损失小、结构紧凑等优点,逐渐被应用到工业控制领域。但直驱泵控系统存在严重饱和与死区、非线性、时变性、时滞性的特点。我们采用模糊PID控制方法进行直驱泵控系统的液压缸位置伺服控制。在AMESim/Simulink联合仿真平台上建立了系统模型与模糊PID控制算法,采用PID和模糊PID控制算法对系统阶跃响应和正弦跟踪性能进行了仿真研究,同时在自行开发的电液比例伺服控制实验台上对PID和模糊PID控制性能进行了实验研究。结果表明:自适应模糊PID控制能大大改善了PID控制的性能,具有响应速度快、上升时间短、无滞与超调小的特点。 展开更多

关键词 直驱泵控伺服系统 模糊PID控制 AMESim/Simulink LABVIEW

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直驱式液压传动系统的特点及设计要点 被引量：11

14

作者 刘庆和 《机床与液压》 北大核心 2010年第21期80-84,共5页

以日本川崎精机公司所提出的液压系统图为例将直驱式液压系统与传统液压系统进行比较,可明显看出直驱式液压系统的系统结构大为简化并节能。对构成直驱式系统的各部件进行了必要的说明,以期进一步对直驱式液压系统的理解。

关键词 直驱容积控制 交流伺服电动机 混合执行器 驱动器 变频器

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一种永磁直线电机驱动X-Y平台精密轮廓跟踪控制策略 被引量：15

15

作者 武志涛 杨永辉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第17期4037-4043,共7页

为了解决轮廓误差模型的不准确对循迹系统的影响,提出一种新的轮廓误差模型,该模型利用跟踪误差与进给率等信息定义轮廓误差,是一种改进式的等效切线轮廓误差模型。同时,为了减少直驱式X-Y平台在循迹跟踪过程中产生的轮廓误差,采用了位... 为了解决轮廓误差模型的不准确对循迹系统的影响,提出一种新的轮廓误差模型,该模型利用跟踪误差与进给率等信息定义轮廓误差,是一种改进式的等效切线轮廓误差模型。同时,为了减少直驱式X-Y平台在循迹跟踪过程中产生的轮廓误差,采用了位置PDF控制与轮廓TCC补偿控制相结合的整合式控制策略。PDF控制使位置伺服系统具有较好的鲁棒性,TCC轮廓补偿控制可以对轮廓误差进行实时的补偿。实验结果表明,该文所提出的改进式轮廓误差模型无论是在低进给率或高进给率条件下,都可以实时且有效地计算出循圆跟踪系统的轮廓误差,并使X-Y平台满足高精度轮廓跟踪的要求。 展开更多

关键词 永磁直线电机 直驱X-Y 平台 轮廓误差模型 伺服控制

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基于自抗扰控制的直驱电液伺服系统仿真研究 被引量：9

16

作者 刘艳雄 刘帅莹 +2 位作者 宋燕利 龚甜 吴磊 《机床与液压》 北大核心 2023年第2期156-162,共7页

针对直驱式电液伺服系统中存在的非线性特性和外部扰动导致系统流量供给不平衡问题,基于自抗扰控制理论,提出一种基于三阶线性自抗扰控制的液压缸位置控制方法,实现直驱式电液伺服系统电机转速与液压缸位置的闭环控制。同时针对传统系... 针对直驱式电液伺服系统中存在的非线性特性和外部扰动导致系统流量供给不平衡问题,基于自抗扰控制理论,提出一种基于三阶线性自抗扰控制的液压缸位置控制方法,实现直驱式电液伺服系统电机转速与液压缸位置的闭环控制。同时针对传统系统建模不精确导致控制效果差的问题,在理论分析的基础上,结合电液伺服系统的性能和实际工况,基于AMESim建立直驱式伺服液压系统仿真模型。通过建立AMESim和Simulink的联合仿真模型,验证控制器的有效性。结果表明:该控制策略可以有效消除由于流量供给不平衡导致的液压缸在换向运动时出现位移波动,液压缸位移的平均绝对百分比误差为4.4%,较好地实现位置跟踪。在外负载扰动的情况下,系统具有较强的抗干扰能力,从而保证系统的稳定性。 展开更多

关键词 直驱电液伺服系统 自抗扰控制 AMESIM仿真

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基于滑模和神经网络的永磁直线伺服系统控制 被引量：11

17

作者 孙宜标 郭庆鼎 孙荣斌 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2002年第5期399-404,共6页

针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略 .该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾 .滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能 ;神经网络... 针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略 .该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾 .滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能 ;神经网络输出反馈控制器对系统参数变化和阻力扰动 (包括直线电机的端部效应力 )进行很大程度的抑制 ,并可以削弱滑模控制的抖振对系统稳态性能的影响 .仿真结果表明该方案在保证伺服系统的快速性同时 。 展开更多

关键词 永磁直线伺服系统 直线伺服 直接驱动 端部效应 双自由度控制 滑模控制 神经网络控制

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基于Bode图的数控转台伺服动刚度分析方法 被引量：5

18

作者 尹明 范丽鹏 《制造技术与机床》 北大核心 2013年第1期97-99,共3页

以直接驱动数控转台伺服系统为研究对象,推导出系统干扰输入引起的位置输出的传递函数模型,利用Matlab软件对干扰模型进行仿真,当控制系统各参数取值变化时,分析干扰模型Bode图的变化。通过Bode图可以清晰地看到不同控制系统参数对系统... 以直接驱动数控转台伺服系统为研究对象,推导出系统干扰输入引起的位置输出的传递函数模型,利用Matlab软件对干扰模型进行仿真,当控制系统各参数取值变化时,分析干扰模型Bode图的变化。通过Bode图可以清晰地看到不同控制系统参数对系统伺服动刚度的影响规律,针对不同频率的外界扰动,通过调整特定控制系统参数可以提高系统伺服动刚度。 展开更多

关键词 MATLAB BODE图 伺服动刚度 控制系统参数 直接驱动 数控转台

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直接驱动机器人关节的DSP控制

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作者 祁广利 张浩 +1 位作者 闫永志 李宇 《机床与液压》 北大核心 2008年第8期258-260,共3页

讨论了直接驱动机器人关节的DSP伺服控制的方法。首先根据已经设计好的机器人直接驱动关节建立一个驱动模型,然后选择合适的控制器和控制算法,建立一个以TMS320LF2407A为核心的DSP控制系统,实现了PWM波的产生,执行信号的采样和处理,机... 讨论了直接驱动机器人关节的DSP伺服控制的方法。首先根据已经设计好的机器人直接驱动关节建立一个驱动模型,然后选择合适的控制器和控制算法,建立一个以TMS320LF2407A为核心的DSP控制系统,实现了PWM波的产生,执行信号的采样和处理,机器人直接驱动关节转角位置的校正。为了检验已设计的伺服控制系统的功能参数,用MATLAB软件进行仿真,在考虑机械、电气性能的情况下实现对机器人直接驱动关节的伺服控制。 展开更多

关键词 直接驱动 DSP伺服控制 机器人直接驱动关节 TMS320LF2407A MATLAB软件仿真

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基于模糊自学习的交流直线伺服系统滑模变结构控制 被引量：26

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作者 孙宜标 郭庆鼎 孙艳娜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期52-56,共5页

针对直接驱动直线式交流伺服系统，提出了一种基于模糊自学习的滑模变结构控制方案。在常规的滑模控制中引入模糊自学习方法，在不影响滑模控制系统完全鲁棒性的情况下，有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振。仿真结果表明该方案对系统... 针对直接驱动直线式交流伺服系统，提出了一种基于模糊自学习的滑模变结构控制方案。在常规的滑模控制中引入模糊自学习方法，在不影响滑模控制系统完全鲁棒性的情况下，有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振。仿真结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性，抖振得到了明显的抑制。系统具有良好的动、静态性能。 展开更多

关键词 交流直线伺服系统 滑模变结构控制 模糊控制 自学习

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