《機電液一體化系統的復合建模與控制方法研究 》主要研究內容如下: (1)研究了國內外近年來針對機電液一體化系統采取的先進控制 策略,分析了其中存在的問題及產生的原因,指出了 研究的必要性。
對研究所涉及的無源性控制、鍵合圖、系統辨識等先 進技術的國內外 研究現狀與應用進行了分析。
。2)將機電液一體化系統根據功能劃分為驅動 子系統、液壓子系 統與測控子系統三個子系統,研究了系統整體結構、 各子系統功能結構以及系統實現方法,為每個模塊更進一步的分析奠 定了基礎。
(3)根據耗散性、無源性及其相關理論,對部 分電力電子和機械 系統進行無源性分析,建立了交流電動機的端口受控 的耗散哈密頓系統模型,并在此模型之上設計了一種新的基于IDA— PBC的無源控制模 型。該模型基于系統的能量特性,通過配置合適的“ 無功力”簡化控制器,利用磁通觀測器,結合PI控制器設計實現。仿 真證明所設計的 控制模型具有較強的魯棒性。
。4)根據鍵合圖中功率鍵合圖與偽鍵合圖兩類 圖形的相關理論 及建模方式,提出了針對液壓系統的應用方案,并對 試驗系統中液壓子系統的關鍵部件:液壓泵、比例溢流閥、管路進 行了鍵合圖的 建模。
。5)建立了液壓子系統的鍵合圖(含偽功率流 )模型。對模型中 符合功率建模要求的部分用功率鍵建模,并直接進行 數學模型推導;而對那些難以準確符合功率鍵合圖建模要求的部分, 采用偽鍵合圖的 形式進行建模,并用系統辨識的方法建立辨識模型。
。6)根據系統辨識的模型及原理,設計出兩種 新的辨識時間短 辨識精度高的系統辨識方法。一種是基于改進神經網 絡的參數辨識方法,該方法利用改進的傳遞函數與適應度函數提高 了收斂速度、 另一種是基于動態(tài)模糊神經網絡的系統辨識方法,該 方法在模糊神經網絡中增加了歸一化層,以便進行數據預處理,從 而加快了辨識 速率。另外,將設計的兩種新的系統辨識方法用于液 壓子系統鍵合圖模型中偽功率流部分的快速辨識,成為對液壓子系 統的精確建模 的有效補充。
(7)提出了典型機電液一體化系統的復合建模 與控制模型架構。
所提出的復合建模方法綜合運用了無源理論、鍵合圖 理論、系統辨識等理論,對不同能域分別建模,建?焖佟⒕雀。
所提出的控制模 型基于IDA—PBC方法,充分考慮了負載干擾,對負載 變化具有較好的適應性,控制效果好。仿真和試驗證明了所設計的復 合建模方法能有 效地對系統進行精確建模,所建立的控制模型具有較 強的魯棒性和適用性。
康珺專著的《機電液一體化系統的復合建模與控 制方法研究》的研究對機電液一體化系統的精確建模 與有效控制提供了一種新的思路與方法,能應用于國防建設和國民經濟的 各個領域,對加 速實現現代化具有相當重要的意義。
迄今為止,現有的控制策略大多是在簡化的基礎上建立控制模型,使得設計出的控制器往往不能滿足工程的實際需求?惮B專著的《機電液一體化系統的復合建模與控制方法研究》針對典型的機電液一體化系統進行研究,目的是解決系統中存在的液體發(fā)熱、泄漏和能量耗散等因素帶來的建模問題,設計出適應性更強、應用范圍更廣泛、建模更容易、控制方法更簡單有效的復合性的建模手段和控制策略。
第1章 緒論
1.1 研究的背景及意義
1.2 國內外相關研究綜述
1.2.1 機電液一體化系統及其控制策略
1.2.2 無源性控制
1.2.3 鍵合圖
1.2.4 系統辨識
1.3 本書研究的內容
第2章 機電液一體化系統
2.1 引言
2.2 系統整體結構
2.3 驅動子系統
2.4 液壓子系統
2.5 測控子系統
2.6 系統的實現
第1章 緒論
1.1 研究的背景及意義
1.2 國內外相關研究綜述
1.2.1 機電液一體化系統及其控制策略
1.2.2 無源性控制
1.2.3 鍵合圖
1.2.4 系統辨識
1.3 本書研究的內容
第2章 機電液一體化系統
2.1 引言
2.2 系統整體結構
2.3 驅動子系統
2.4 液壓子系統
2.5 測控子系統
2.6 系統的實現
2.7本章小結
第3章 無源性控制方法
3.1 引言
3.2 無源性控制理論
3.2.1 耗散性與無源性
3.2.2 無源系統的穩(wěn)定性
3.2.3 無源系統的反饋互聯
3.3 無源控制器設計
3.3.1 哈密頓系統
3.3.2 端口受控的哈密頓系統
3.3.3 端口受控的耗散哈密頓系統
3.3.4 端口受控的耗散哈密頓系統的無源控制
3.4 交流電動機的無源控制
3.4.1 交流電動機的端口受控耗散哈密頓模型
3.4.2 交流電動機的IDA—PBC控制
3.5 仿真分析
3.6 本章小結
第4章液壓子系統的鍵合圖建模
4.1 引言
4.2 鍵合圖方法
4.2.1 鍵合圖概述
4.2.2 鍵合圖組成及基本元素
4.2.3 鍵合圖的擴展——偽鍵合圖
4.3 鍵合圖在液壓系統中的應用
4.3.1 液壓系統中常見物理效應的鍵合圖建模
4.3.2 液壓系統中創(chuàng)建鍵合圖的一般方法
4.4 液壓子系統中元件的鍵合圖建模
4.4.1 液壓泵及建模
4.4.2 比例溢流閥及建模
4.4.3 其他元件及建模
4.5 液壓子系統的鍵合圖建模
4.6仿真分析
4.7 本章小結
第5章 系統辨識技術
5.1 引言
5.2 系統辨識理論
5.2.1 系統辨識概述
5.2.2 系統辨識一般模型
5.2.3 系統辨識的步驟
5.3 基于改進神經網絡的系統辨識方法
5.3.1 BP神經網絡
5.3.2 遺傳算法優(yōu)化過程
5.3.3 辨識器模型的建立
5.3.4 仿真分析
5.4 基于動態(tài)模糊神經網絡的系統辨識方法
5.4.1 模糊神經網絡辨識模型
5.4.2 參數學習
5.4.3 仿真分析
5.5 液壓子系統中的應用
5.5.1 液壓子系統中偽功率流的提取方法
5.5.2 利用基于改進神經網絡的系統辨識方法對液壓子系統進行辨識
5.5.3 利用基于動態(tài)模糊神經網絡的系統辨識方法對液壓子系統進行辨識
5.6 本章小結
第6章 復合建模與控制模型
6.1 引言
6.2 復合建模與控制模型的基本框架與實現
6.3 復合建模與控制模型的仿真實現
6.3.1 仿真方法
6.3.2 仿真運行平臺
6.3.3 仿真運行結果
6.4 試驗驗證
6.5 仿真與試驗結果對比與分析
6.6 本章小結
參考文獻