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基于模糊PID控制器的电液负载模拟系统被引量：13: 2012年; 基于传统控制理论建立双马达加载工况下的系统数学模型,分析多余力矩的产生机理和特性,并以被控对象的速度为观测量,提出基于结构不变性原理的速度前馈补偿.针对常规PID控制器无法解决系统非线性和参数时变性等问题,设计了以系统的误差和误差变化率为输入量的模糊PID控制器.仿真结果表明:速度前馈补偿克服了近97%的多余力矩;模糊PID控制器能较好地改善系统在高频段的控制性能.; 杨钢刘迎雨杜经民李宝仁; 关键词：多余力矩模糊PID控制器

基于零相差PID控制器的深度模拟器仿真被引量：1: 2012年; 以海洋深度模拟器液压系统为研究对象,结合液压伺服控制理论,分析了系统结构,建立了其数学模型.为满足海洋深度模拟器具有动态响应快、跟踪精度高等要求,设计了零相差PID控制器,PID控制器用于提高系统的快速响应性,零相差跟踪控制器用于减小系统在高频响时的相位差,提高系统的控制性能.基于Matlab仿真环境,分析了海洋深度模拟器的频率响应特性,并采用不同频率的指令信号对系统进行了仿真分析.结果表明:零相差跟踪控制器可有效减小系统的响应误差,提高系统在高频响时的动态跟踪精度.; 李宝仁潘成梁杜经民; 关键词：PID控制器高频响

基于反馈线性化的高压大流量气动阀阀芯位置伺服控制研究被引量：3: 2014年; 某高压大流量气动阀采用两级控制方式,先导级为高压电-气伺服阀,功率级为大流量气控滑阀,功率级滑阀阀芯位置控制性能受气源压力变化影响较大,要解决气源压力变化对功率级阀芯位置稳态控制性能的非线性影响,为此建立了阀芯动态数学模型,设计了基于反馈线性化方法的控制策略,对其控制特性进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制方法减小了气源压力变化对阀芯位置稳态控制性能的影响,使不同气源压力对应响应时间及超调量一致性较高,稳态控制精度较高,为进一步研究高压大流量气动阀奠定了良好的基础。; 杜经民肖海金高隆隆李宝仁; 关键词：位置伺服控制反馈线性化

深海滑翔机水下气动布放技术研究: 2014年; 水下滑翔机作为一种新型自航式海洋观测平台,因具有隐蔽性高、续航能力强、低功耗、水下工作范围大、制造成本低等特点,成为海洋环境监测、海洋资源探测、海底地貌测量及水下情报搜集等海洋科学研究与军事作战的理想工具。该文综述了水下滑翔机国内外研究概况,针对课题组所研制深海滑翔机水下布放特点,提出了一种基于高压气动控制技术的深海滑翔机水下布放模式。介绍了深海滑翔机水下气动布放系统结构组成、功能、工作原理,在此基础上,重点对深海滑翔机水下布放性能开展仿真研究,分析了其水下布放关键性能与参数变化规律。; 李宝仁高隆隆高磊杨钢

高压大流量气动比例阀稳态气动力数值研究被引量：8: 2012年; 该文针对高压大流量气动比例阀结构特点及阀芯动力学特性,建立阀芯所受稳态气动力数学模型。然而由于高压气体的可压缩性、阀口流量非线性等因素,难以采用传统气动力理论计算公式准确预测高压大流量气动力比例阀的稳态气动力,为此基于三维N-S方程,采用计算流体动力学(CFD)方法研究稳态气动力的变化特性。结果表明,该气动比例阀工作过程中最大稳态气动力达到气压驱动力的30%,成为影响阀芯响应速度与控制精度的主要因素,且稳态气动力与阀口开度呈强非线性关系。另外为减小稳态气动力的阻力作用以减小动力能源的消耗,应优化内流道结构,实现节能目的。; 高隆隆杨钢李宝仁; 关键词：高压大流量气动比例阀节能数值模拟

新型高压电-气伺服阀阀口气体射流数值研究被引量：5: 2013年; 提出一种新型音圈马达直接驱动滑阀式单级高压电-气伺服阀,针对其工作特点及阀芯受力情况,研究高压气体流经伺服阀阀口时气体射流角。在高压电-气伺服阀中阀口上下游压力比达到临界状态时,高压气体流经较小阀口时流速可达到声速,此时高压、高速气流产生的稳态气动力不容忽视,成为影响音圈马达直接驱动滑阀式单级高压电-气伺服阀控制精度及响应特性的重要干扰力。基于气体射流理论采用计算流体动力学方法对高压电-气伺服阀内部流场进行数值模拟,分析不同阀口开度对应的射流角大小,得出高压电-气伺服阀在不同阀口开度时射流角有较大差异,小阀口开度时射流角大于69°,当阀口开度达到设计最大开度时射流角接近69°,但伺服阀在精密控制系统中主要工作在零位附近,此时阀口开度较小,因此不同开度对应稳态气动力均采用射流角为69°的经典理论计算会产生较大误差。关于阀口射流角的数值研究可为高压气动伺服阀的研制及高压气动技术的发展提供一定的理论基础。; 杨钢高隆隆李宝仁; 关键词：数值模拟

基于遗传算法的PID控制器设计及仿真被引量：23: 2012年; 分析了浮力调节装置实验系统的功能和结构,建立了数学模型.为了使控制器参数能够适应系统模型的改变,设计了基于遗传算法的自整定PID控制器,针对其液压系统中的多余压力提出了基于结构不变性原理的控制策略.对实验系统的控制模型进行仿真分析,结果表明:所设计的控制系统能够克服多余压力和模型参数时变2大控制难点,在不同的工况下能够始终保持良好的控制性能.; 傅晓云方旭杨钢李宝仁; 关键词：遗传算法

高压大流量气动电磁换向阀原理及动态特性被引量：9: 2010年; 针对某水下装置对高压、大流量压缩空气的控制要求,对其关键元件高压大流量气动电磁换向阀的原理和动态特性进行了理论分析和仿真研究.提出采用先导式结构,以气动力作为高压大流量截止式主阀阀芯驱动力.通过对主阀启闭物理过程的分析,结合气体动力学,建立了基于高压气动电磁换向阀启闭动态过程的非线性数学模型.在此基础上进行了仿真研究,分析了在启闭过程中气控腔的压力变化过程,并探讨了气控腔作用面积、主阀复位弹簧刚度对主阀动态特性的影响.; 杨钢杜经民李宝仁; 关键词：电磁换向阀高压气动大流量动态特性

基于单神经元的高压气动阀阀芯位置伺服控制研究: 2014年; 某高压大流量气动阀采用两级控制策略,先导级为高压电-气伺服阀,功率级为大流量气控滑阀。针对功率级滑阀阀芯位置控制性能受气源压力、摩擦力等非线性因素影响较大的特点,采用单神经元自适应控制器实现对功率级阀芯位置的高精度控制,对其控制特性进行仿真研究。仿真结果表明,该控制策略具有较好的鲁棒性,快速跟踪性和控制精度,为进一步研究高压大流量气动阀奠定良好基础。; 杜经民肖海金高隆隆; 关键词：位置伺服控制单神经元自适应控制

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国家自然科学基金(50975102)