针对某车辆摆臂油缸同步控制需求,介绍了几种常用的油缸同步控制方法。以比例流量阀和嵌入式控制器实现的双油缸同步控制系统为例,分析电控闭环控制过程中精度的影响因素和参数优化方法。

基于多功能旋挖钻机钻桅垂直度调平控制过程,针对手动调平时间长且精度不高的问题,采用电液比例控制技术对自动调平控制系统进行了设计。通过对钻桅小角度范围内的机构分析,得出双缸位移到钻桅角度间的函数关系,建立整个系统的数学模型。采用两种调平控制算法PID调节法和模糊自适应整定PID控制算法,并利用Simulink工具箱对系统进行动态仿真。仿真结果表明模糊PID控制是更合理的控制算法,能使钻桅在较短的时间内达到较高的控制精度,并能对PID参数进行自适应调整,提高了钻机成孔质量和工作效率。

为了确定最适用于深海采矿车履带速度控制的控制算法,基于已知的深海采矿车液压控制模型,建立了速度闭环控制的控制系统流程。研究了伯德图校正法、最优控制法、PID控制法以及自适应模糊PID的控制效果。仿真结果表明,自适应模糊PID法最适用于深海采矿车的速度控制。

针对6R串联机器人运动学求解计算量大、传统方法求解困难以及涉及多解和奇异性等问题,在普吕克坐标系下描述了刚体运动,建立其四元数数学模型以及6R串联机器人运动学数学模型,求得6R串联机器人运动学逆解。建立工作站中机器人与变位机的协调联动算法模型,包括位置协调算法、速度协调算法以及姿态协调算法,最终得到机器人与变位机的控制程序。并且搭建焊接机器人工作站进行算法的实验验证。

针对大型发动机尾喷管调节控制的伺服系统进行研究,设计了一种大功率液压同步系统,对系统指标进行了详细的分解计算,并设计了同步控制算法,利用AEMSim仿真平台对系统进行了机电液建模和仿真研究。仿真和试验表明,本项目试验样机性能稳定,各项性能指标满足大型发动机尾喷管用伺服系统的需求,圆满完成发动机加力状态下的闭环控制。

针对智能电动车自动横向控制,建立了车辆横向动力学模型,设计了电动车转向控制器的模型预测(MPC)算法。将前轮转角作为控制输入变量,与期望轨迹的横向距离偏差、横摆角偏差及两者的变化率作为状态变量,控制器对车辆未来的状态变量进行预测,输出最优前轮转角,实现智能横向控制。在控制过程中,同时引入期望状态参数和系统松弛因子,优化车辆行驶状态。利用软件进行联合仿真,并进行实车试验。研究结果表明控制器均能迅速响应,消除偏差,使车辆快速回到期望轨迹,保证车辆稳定平顺地行驶。

为解决仓储物流中,现有搬运工具适应性、灵活性较差的问题;设计了新型智能搬运小车结构,并根据其结构特点及运行中所要完成的具体动作,给出实现该功能的控制系统。该智能搬运小车,采用MC9S12XS128单片机为控制核心,运用轨迹图像采集算法、抗干扰的黑线提取算法、速度及转向调节的PID控制算法;并基于其功能实现设计了系统的工作流程。从而使得智能小车能根据自身速度、方向、位置的实时调整达到快速、稳定地沿轨迹线运行。提供了一种新型智能、灵活的搬运小车结构,为以后的智能搬运系统的优化设计提供了宝贵经验。

为解决传统火炮反后坐装置难以控制后坐阻力,得到理想后坐阻力规律,提出用液压伺服阀辅助调节控制反后坐装置的后坐阻力规律。在节制杆式制退机的基础上,采用AMESim与Simulink软件进行联合仿真,建立阀控反后坐装置的仿真模型,结合灰色预测模糊控制算法,分析了不同伺服阀开口大小和延时时间对后坐阻力的影响。结果表明:合适的伺服阀开口大小能有效减小后坐阻力,得到理想后坐阻力规律;延时时间会使控制效果减弱,采用灰色预测模糊控制算法能尽可能减小伺服阀延迟时间对后坐阻力规律影响。

为突破波浪补偿技术的研发瓶颈,提出了补偿技术的工作原理,通过对补偿系统结构和主动波浪技术的自主研发,解决了二次液压控制技术、信号检测系统和电气控制算法等关键难点,成功研制了带有主动波浪补偿技术的30 t起重机,该起重机可以实现水下600 m以内区域的补给、海洋钻井、深海探测等工作,提高了海上作业的安全性、高效性和可靠性。

将磁流变阻尼器这种智能阻尼减振装置应用于车辆悬挂系统中，构成了新型的半主动悬挂系统。建立了1／2车体动力学动模型。研究了瞬时最优控制（IOC）和经典线性最优控制（COC）两种控制算法及其实现问题。通过对某型履带车辆在典型沙土路面激励下的振动响应进行仿真，得出了不同控制策略下车体的响应情况。比较分析表明，两种控制策略下磁流变半主动悬挂系统都有着较好的减振效果。