路灯车线性及改进的气动伺服控制策略,   佛山出租路灯车, 佛山路灯车出租, 佛山路灯车   动伺服系统根据控制目标的不同，可分为位置控制、速度控制、为控制、压力控制以及刚度控制等。气动伺服控制策略逐渐由传统的线性控制策略向敲合人工墙能的线性控制策略以及先进控制理论方向发展，从传统的点到点定位控制到现在的连续定位和轨迹跟踪控制，控制精度逐步提高。 早期气动伺服控制受限于处理器的性能及控制理论的发展，研究工作大多以ＰＩＤ控制以及对系统进行线性化后通过零极点配置、对系统进行校正，此方法在线性化局部区域性能较好，全局控制精度较差。现阶段研究热点集中在以线性控制策略与人工智能相结合的新型控制策略，使得控制算法更具有自适应能力；此外，也在尝试建立摩擦力观测器用于补倦摩擦力非线性，针对控制阀的死区也在尝试线性化工作。  采用神经网络Ｐ瓜控制器、模糊神经网络控制器进行比例压．为阀驱动双作用气缸进行定位的系统控制，控制器的结构，由神经网络来逼近系统的非线性动力学，在线修改控制器参数，离线学习与在线学习相结合的方式进行训练，由于比例压为阀的响应较慢，动态控制效果均较差，稳态定位精度为０．１ｍｍ，重复精度为Ｏ．Ｓｍｍ。针出单输出杆气缸的结构不对称性，提出了非对称模型ＰＩＤ控制器，消除结构面积、摩擦力等不对称因素的影响，在两只比例压力阀驱动双作用单输出气估实验台上进行实验，系统的定位精度得到了改善，最小超调为２．４０％，最小重复稳态精度可达±０．１０ｍｍ。  通过在系统工作点附近进行局部线性化，设计园定增益的局部线性化控制器获得较好的控制性能，尝试了ＰＩＤ控制器和ＬＱＧ方法，仿真与实验结果相接近，但系统响应时间常数比较大，较大的超调现象仍然存在。计了自调整参数ＰＩＤ控制器，采用了一个二阶模型来表示系统模型，通过在线的实时参数辨识来获取结构参数，用于自适应控制策略。实验结果表明该策略较传统的方法整定的ＰＩＤ控制器参数取得较好的控制效果。采用脉宽调制策略控制开关阀，实现类似比例阀功能，进行高精度定位控制。控制器采用级联控制，控制器内闭环用来控制气位的气体压力，外闲环用来控制速度和位置，前馈控制用来消除摩擦力的影响，补偿输出力的作用。采用神经网络作为前馈控制器对系统模型进行补偿，加上反馈控制器，组成控制器的基本结构，并尝试神经网络控制器提高在线参数自适应性能，取得了较好的轨迹跟踪效果。以使用高速开关阀作为气动伺服系统控制元件，提出和使用了多种针对于高速开关阀的流量－占空比关系线性化的方法，结合ＰＩＤ控制器，实验结果表明引入脉宽调制的开关阀用于气动定位伺服系统策略的气动开关伺服能够取得较好的跟踪和定位效果。采用内部压力闭环，外部位置闭环及使用神经网磬或非线性观测器来对摩擦力进行补偿的控制器结构，控制输出调节开关阀的占空化，能够取得很好的位置跟踪效果。

     先进非线性气动祠服控制策略, 自适应鲁棒控制器（ＡＲＣ）、滑模控制器（ＳＭＣ）和在此基础之上演变的控制器结构是经实践检验表现性能优良的非线性先进控制策略。在气动系统高精度连续跟踪控制策略进行了大量深入地研究工作，在自适应鲁棒控制算法上做了许多改进和应用工作，在建立气动系统非线性模型、结构参数辨识、先进非线性控制策略设计、阀的自适应死区补偿、压力观测器、同步控制、轨迹跟踪控制控制等方面取得丰硕的研究成果。 提出的自适应鲁棒控制算法结合了白适应控制和鲁棒控制的优势，在高精度控制中被广泛采用，自适应鲁棒控制算法的基本结构。认为实现气动系统的高精度轨迹跟踪控制策略的首选是设计基于系统模型的非线性先进控制策咯。对气动系统建立的模型中分析得出，所建立的模型包含未建模动态以及结构参数的不确定性，针对这两大问题一般采用鲁棒控制抵制未建模动态的影响，后者则采用最小二乘法参数自适应策略来辨识结构参数真值。在设计了单位轨迹跟踪控制策略研究基础之上，提出了双缸同步控制的交叉揖合自适应鲁棒控制策略。高精度轨迹跟踪控制实验平台结构及原理图，控制策略是基于ｄＳＰＡＣＥ开发的。

    汽车自动换档机构中使用两组長速开关阀驱动气缸的结构间，控制系统组成。设计了基于模型的滑模控制器、非基于模型的滑模控制器、确定性鲁棒控制器以及自适应鲁棒控制器，对比分析轨迹跟踪效果及其对汽车换挡品质的影响，并针对系统的特殊性设计了全局渐近稳定压为观测器，实现了无压力传感器的高精度气缸定位控制。在ＰＣ机上运行控制算法，采用ＮＩ公司ＰＣＩ－６２５１型号数据卡进行模数转换与实验装置通信。并联平台摆建了气缸与气动肌肉的并联平台，由三根气动肌肉控制平台姿态、提供输出力，实现了单平台的高精度轨迹控制，进一步研究了多平台间姿态协同控制，采用交叉賴合与自适应鲁棒控制相结合的控制策略，仿真表明多平台间的姿态误差能收敛。

 

      在３－ＲＰＳ的气动并联平台，采用单比例方向，阀驱动气缸结构，使用Ｂａｃｋ－Ｓｔｅｐｐｉｎｇ方法设计了自适应鲁棒控制器，结合比例方向阀的死区自适应控制策略，实现了平台高精度轨迹跟踪。 在ＮＩ公司的ＰＸＩ嵌入式实时控制平台运行。等针对于车辆模拟器气动平台设计了非基于模型的一阶滑模控制器，并进行了与ＰＩＤ对比的实验分析，相比较而言滑模控制器能够取得较好的控制精度，并且有效抵制干扰影响，但由于所设计的滑模控制器的阶次低于模型的阶次，所取得的控制效果较一般。 设计了飞机用某旋转机构用气动驱动机构的高阶滑模控制器，实验结果所设计的ＭＩＭＯＳＭＣ控制器较ＳＩＳＯＳＭＣ及增益调节的反馈控制器效果好，且轨迹跟踪精度高。文中也指出采用滑模控制器高精度是由控制器的高增益保证的，系统的增益较大时耗气量大。

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     气动伺服控制策略研究趋势由传统的线性控制策略接变成与人智能相结合的改进线性控制策略和针对系统模型建立的非线性控制策略，取得了较多．高精度、高性能的轨迹跟踪、定位和同步控制得研究成果，在研究理论有了突破，但最新高性能研究成果还未走向实践应用。据查阅，目前气动伺服平台控制器的研究，大多采用第三方实时控制平台进行控制原型开发，算法研究平台以ＰＣ机＋自行开发软件＋数据采集卡、ＰＣ机＋ＭａｔｌｘＰＣ较件＋数据采集卡、ＰＣ机＋ＬａｂＶ圧以软件＋ＮＩＣｏｍｐａｃｔＲＩＯ实如控制平台、ＰＣ机＋ＬａｂＶ＋ＮＩＰ刘实时控制设备、ＰＣ机＋Ｓｉｍｕｌｉｎｋ＋ｄＳＰＡＣＥ实时软硬件平台等作为主要实现方式，而研发的煤入式控制器奋在着软硬件集成度较低、软件应用层开发不足、没有提供一套控制器调试与监视的良好环境，应用不方便。借助于第三方通用工具实现硬件系统和软件开发控制原型优点在于软件开发及调试工具集成操作简单、硬件出错率低、算法原型到实践实现快速，可专注于研究算法模型，不足之处在于控制系统的成本高、结构体积大，极其不利于联入式应用。综上所述，研发设计出高性能、低成本的截入式气缸伺服控制器，显著提高气动伺服控制器的性能，进一步发挥出气动技术的功率－质量比大、清洁无污染、结构维护简单的优势，促进控制器三业实用化和标准化，使得气动伺服控制系统更具集成化，即是本文的研究意义所在。

        现有嵌入式气动伺服控制器的设计，除极少数商用＂点到点＂伺服＇控制器外，绝大多数研究的气动伺服控制器奋在性能低、无针对轨迹跟踪的伺服控制器设计、缺乏功能完整配套的化控调试软件、针对特定用途的控制器二次开发不便、无特殊针对接口、没有考虑结构保护和控制器抗外界干扰、以及无完整的气动伺服系统结构方案等问题，即离高性能、标准化、可实用化的气缸伺服控制器差距较大。本文揪结合文组现有性能气动伺服研究成果，设计出一款具有高轨迹跟踪性能的嵌入式气动伺服控制器以及气动伺服平合，以４Ｄ动感娱乐气动伺服座椅为应用设计对象。具体研究内容包括：

    １）高性能轨迹跟踪算法移植与应用。运用文组现有直接＼间接白适应鲁棒控制算法，并设计压为观测、速度和加速度估计等改进便于实用，采用基于模型的设计方法移植生成算法嵌入式软件。

    ２）气动伺服控制器元件电路设计。媛入式处理器选型应用、多通逆模拟量数据采集、模拟电压控制量输出、信号调理、通信等主要功能电路，电路的隔离与抗干扰设计和接口外形设计。

     ３）壤入式软件开发与上位机监控调试软件开发。软件以轨迹跟踪为目标，配合上位机进行实时数据交互，设计了总线通信协议、控制系统参数存储与读取、在线实时调参、参数上传等功能模块，两者功能相互配合进行控制器性能充分实验。

     ４）设计标准化的气动伺服平台，实现４Ｄ动感座椅控制，配合ＶＲ播放控制，实现初步的交互式娛乐体验。

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