阿里原初引力波探测望远镜基座需要实现5°/s至20°/s的高速运动,且运动精度RMS值要求小于20″,为了实现高速高精度的运动控制,需要对运动控制参数进行优化。通过对UMAC运动控制器中的控制结构进行研究,使用粒子群—遗传组合算法(PSOGA)对控制器参数进行优化,将控制结果与粒子群算法(PSO)、遗传算法(GA)进行对比,并在实验装置上进行了验证,实验结果表明PSOGA算法的优化参数在20°/s的速度运动时,稳定时间为0.18s,误差为12″,小于20″的要求,满足高速运动下的控制精度要求,验证了PSOGA算法在UMAC运动控制器中的有效性。

针对压电陶瓷驱动器中的迟滞非线性特性,提出一种提高压电陶瓷执行器定位精度的复合控制方法。建立了非等间隔阈值的Prandtl-Ishilinskii(PI)迟滞模型,通过自适应差分进化算法进行系统辨识,求取参数并建立逆模型。考虑到压电陶瓷迟滞非线性特性随输入信号频率变化的特点,采用融合PI逆模型前馈控制与滑模控制的复合控制方法用于压电陶瓷的精密驱动。实验结果表明,相比逆模型前馈和PID结合的复合控制方法,采用逆模型前馈和滑模复合控制方法,平均误差下降了0.0300μm,均方根误差下降了0.0346μm,能有效克服压电陶瓷迟滞非线性,提高系统跟踪性能。

非对称液压缸的位移伺服系统存在两腔作用面积不等、系统模型不确定等特点,给液压缸高精度位移跟踪控制造成了巨大的困难。对此,提出以速度前馈为主与位移反馈为辅的复合控制策略。设计一种新的以控制电流和阀口压差为自变量的伺服阀流量计算模型,并根据该模型设计液压测试回路,通过测试结果辨识模型中的参数。根据伺服阀流量模型与目标位移轨迹计算速度前馈控制量。基于PI控制求出位移误差反馈控制量。最后,将速度前馈和位移反馈控制量相叠加作为伺服阀的驱动电压。通过试验得出在复合控制策略下液压缸位移跟踪的最大误差与目标位移幅值之比为2.1%,相对PID控制跟踪误差明显减小。提出的控制策略为生产实际中非对称液压缸的位移跟踪控制提供了一种简单、有效的方法。

为了改善航空发动机高空模拟试车台(简称高空台)液压加载系统的控制性能,解决手动调节控制精度低且闭环控制快速性较差的问题,提出了一种将开环模糊控制与闭环PID控制相结合的智能复合控制方法。首先,结合高空台液压加载试验特点和设备特性,利用真实试验数据基于最小二乘系统辨识搭建了系统的分段线性模型。其次,使用频域法设计参数调度的PID控制器,解决了手动调节控制精度低的问题。最后,结合试验操作人员提供的经验知识和历史试验数据结论搭建了模糊开环控制器,设计控制器选择模块和积分补偿模块,将模糊开环控制器与闭环PID控制器相结合形成智能复合控制器。通过仿真验证得出,智能复合控制器的控制效果在精度上明显优于人工手动调节,在快速性上明显优于PID控制器,调节时间缩短了39%~87%。

介绍了基于PC104-XPE操作系统的转向架称重加载测控系统的硬件结构和软件流程,针对采集和控制的实时性问题,引入了RTX,同时解决了对底层硬件接口的访问问题,为使两边加载高效且同步,采用加载力与位移控制相结合、开环与闭环控制相结合、定值控制与误差补偿控制相结合的复合控制算法。实验调试结果表明,各项指标均达到实际要求。

为了提高电动负载模拟器的信号跟踪精度和多余力矩抑制能力，在分析系统结构和工作原理的基础上建立了电动负载模拟器系统的完整数学模型。针对电动负载模拟器中存在的力矩跟踪精度问题，提出了一种前馈补偿和基于小波网络的PID控制相结合的复合控制方法。利用改进的前馈补偿法抑制多余力矩，基于小波网络的PID控制器可以在线调整PID参数补偿系统的非线性环节，提高系统动态性能。仿真结果表明，复合控制器对多余力矩有良好的抑制效果，跟踪精度满足要求，和传统PID控制相比，系统鲁棒性得到显著提高。

针对目前钢厂对中厚板产品的板型和平直度的特殊要求，结合电液位置控制系统和电液力控制系统的优点，提出了基于指令压力值，将位置控制切换为压力控制的复合控制策略来实现矫直钢板的目的。通过求解出非对称阀控制非对称液压缸的系统传递函数，用Matlab／Simulink软件仿真分析并联、串联两种复合控制系统。通过仿真可以发现，所提出的复合控制策略比单纯位置或压力控制响应快、超调量小；串联复合控制比并联复合控制不仅具有上升时间短、响应速度快的优点，而且能够实现由位置控制向压力控制平滑切换和无超调等优点。研究结果表明，电液位置、压力串联复合控制是未来矫直机液压压下系统的发展方向。

液压伺服系统普遍存在非线性、参数时变、外负载干扰、低阻尼和交联耦合等复杂特点而难以精确控制；模糊控制因不需系统精确数学模型且具有较强鲁棒性等优势而在非线性控制领域特别是在液压伺服系统中得到应用并仍具有广阔应用前景。

对铺轨机行走液压驱动控制技术进行了研究。铺轨机行走牵引车由履带牵引车和轮轨牵引车以铰接方式联接，其行走液压驱动系统包括履带泵控马达系统和轮轨泵控马达系统两部分。行走液压系统的控制目标是在不同工况下实现对给定速度的跟踪和两套泵控马达系统所提供的牵引力保持给定的匹配关系。文中首先分析了行走系统的控制特性，根据控制目标提出了基于牵引力和马达排量的前馈式PID的速度和力复合控制策略，在仿真中分别采用了基于常规PID和模糊PID的控制，并对仿真结果进行了分析。

介绍了钢坯修磨机磨头液压压下系统的工作原理，提出压下过程中采用位置、压力复合控制，提高了工作效率。针对砂轮位置扰动引起的多余惯性力，及其磨头自身重力、摩擦力和惯性力对修磨力的影响，采用三通比例减压阀开环控制压力，系统压力波动较大的问题，提出在三通比例减压阀控制压力的基础上叠加闭环控制的方法进行改进，实现了对磨头压下力的精确控制，使系统在位置扰动下能够保持良好的跟随特性，满足了性能要求，利用AMESim软件对系统进行了建模和仿真研究，确定了控制器参数，用试验验证了仿真结果，并已成功应用于国产板坯修磨机上。