井下搜救机器人的控制精度是实现复杂救援任务的关键。针对执行机构的主定位和副定位要求,设计出一种微行程液压控制系统,移除伺服阀元件,增加伺服电机和位移放大液压缸,通过PD控制,其动力台可到达μm级运动精度。基于AMESim建立液压仿真模型,研究不同油液弹性模量、油液黏度、蓄能器体积和蓄能器压力条件下的动力台位移量随时间变化规律,并进行实验验证。研究结果表明,微行程控制的精度和稳定性非常高,通过增大油液弹性模量和油液黏度可有效地提升液压系统响应效率。

针对移动机器人在复杂环境下的路径规划与轨迹跟踪控制,提出了一种最优轨迹跟踪控制方法。首先,通过理论分析给出了移动机器人的运动学模型和对避障问题的描述,推导出了位置与姿态方程以及目标函数表达式;其次,介绍了萤火虫算法的寻优机制,并采用广义方向学习策略来改进原算法的性能;同时,引入NUBRS曲线来光滑处理局部路径,缩短总路径长度;进而,将移动机器人系统分成位置与姿态两个控制环,分别设计PD控制律来实现其稳定的轨迹跟踪控制;最后,通过仿真与实验验证了所提方法的有效性,结果表明(1)改进后的萤火虫算法能够为移动机器人规划出一条避障且可行走的轨迹;(2)基于PD控制策略,移动机器人能够有效地实现轨迹跟踪。

针对多自由度机械臂控制系统存在的高度非线性、强时变性、强耦合性等问题,提出了一种基于模糊自整定的鲁棒PD控制策略,引入模糊控制器替代传统PD控制的参数整定过程,实现PD参数的在线自调整功能,并设计鲁棒自适应补偿器,将鲁棒算法和自适应算法相结合以补偿系统的不确定性。引入Lyapunov函数验证了控制系统的稳定性,并通过Matlab环境下的Simulink仿真研究,验证了此控制策略的轨迹跟踪误差收敛速度较快,提高了系统的鲁棒性和学习能力,具备应用在复杂的机械臂控制系统的可行性。

针对四轮全向机器人数学模型中未知因数的干扰,提出了一种基于神经滑模的比例微分(Proportional plus Derivative,PD)自适应跟踪控制策略。首先,对机器人的动力学模型进行分析;其次,利用反步轨迹跟踪控制器得到虚拟速度,基于虚拟输入与实际输入的误差设计PD控制器;接着,采用神经网络来逼近动力学模型中的不确定性,并利用Lyapunov定理证明了系统的稳定性。仿真和实验结果表明,该控制策略具有有效性。

先导式溢流阀在液压系统中起到调压、稳压、限压作用,应用广泛。以先导式溢流阀为对象进行研究,分析了其工作原理,建立了其数学模型及控制模型,在Matlab/Simulink对其进行了仿真分析,应用PD控制改善了先导式溢流阀先导阀的动态特性。

为应对船舶舵机系统控制精度和快速性需求的日益提高,本文提出了一种船舶液压舵机PD控制及建模仿真方法。首先,对船舵液压系统进行研究,采用模块化建模方法构建系统数学模型,利用PD控制引入偏差信息对舵角进行实时监控,借助SimHydraulics搭建舵机系统;然后,基于虚拟现实设计系统各模块控件,构建自定义控件库,完成舵机二维仿真软件开发。仿真结果表明:舵机系统数学模型满足SOLAS公约要求,极大地提高了操作系统的精确性,二维交互界面具有良好的可操作性、交互性,实现人机交互与系统仿真,快速地实现了船舵系统的动态模拟。

利用PD独立关节控制原理,研究机器人控制系统建模及控制方法。通过建立输入θd（s）与输出θ（s）的传递函数,分析PID独立关节控制系统的稳态误差、超调量、调节时间等动态性能,并进行MATLAB仿真,结果表明,因受外部扰动信号的影响,系统的实际值与期望值有一定的误差。研究了利用PID控制机械臂的方法,通过计算证明使用该方法可使PID独立关节控制系统稳态误差为零。将该方法应用到Arduino控制的机械臂,通过分析控制系统的反馈值,确定了Arduino控制舵机的旋转角度。实验表明,PID控制方法可有效提高机器人独立关节运动的准确性。

环形天线是一种大型、柔性、低阻尼、低模态频率的空间结构,它在太空中受到外界干扰后振动响应较大。针对此问题,提出了一种采用音圈电机-凯夫拉纤维的振动主动控制新方式,根据环形天线的结构特点及音圈电机的动力学特性建立了含作动器的振动主动控制系统模型,并结合比例-微分(proportion-differentiation,简称PD)控制、模糊控制、模糊PD杂交控制算法分别研究了环形天线结构的前2阶振动控制性能。研究结果表明,采用音圈电机-凯夫拉纤维的振动主动控制新方式可以显著抑制环形天线前2阶的大幅值振动响应,模糊控制的效果明显优于PD控制,且模糊PD杂交控制算法进一步提高了天线平衡位置处的振动控制精度。

以某大口径火炮自动装填系统弹丸举升机构为研究对象建立了驱动源来自于液压动力的系统模型。为解决大惯量负载在快速提升过程中存在的振动和冲击问题利用ADAMS提供的控制工具包设计了PD闭环控制并对其参数进行了整定。仿真结果表明：弹丸举升机构在液压缸的驱动和PD控制下可以完成工作过程中的主要动作工作可靠平稳。

先导式溢流阀在液压系统中起到调压、稳压、限压作用，应用广泛。以先导式溢流阀为对象进行研究，分析了其工作原理，建立了其数学模型及控制模型，在Matlab／Simulink对其进行了仿真分析，应用PD控制改善了先导式溢流阀先导阀的动态特性。