气动智能控制系统的研究及应用
作者： 孔祥臻 著
出版时间：2019年版
内容简介
本书针对气动比例系统的工作性能及特点，介绍了智能控制技术在气动比例系统领域中的应用，并设计了智能混合控制器，实现了对气动比例系统良好的轨迹跟踪及控制性能。 全书共分6章，包括气动比例系统的特点及发展状况，气动系统的摩擦补偿技术，智能控制技术在该领域中的研究与应用。本书在深入分析气动比例系统的工作性能及特点的基础上，研究系统的摩擦机理，并且通过叠加高频低幅颤振信号补偿系统的摩擦力，结合气动比例系统的非线性特征，研究了智能混合控制器，实现系统良好的轨迹跟踪性能，为拓展气动比例系统的应用领域及提高气动比例系统的控制性能奠定了基础。鉴于流体的相似性，本书内容也可以用于电液比例系统或其它相关的领域中。 本书适用于从事流体传动及控制专业、机械电子、电气自动化和生产过程自动化领域工作的工程技术人员学习，也可以作为大专院校工业自动化、机械电子、流体传动与控制等专业的教学参考书。
目录
第1章概述001
1.1气动比例系统研究的发展与现状002
1.1.1气动比例系统的特点002
1.1.2气动比例系统的国内外发展状况003
1.2气动系统的摩擦力补偿005
1.2.1摩擦力模型研究005
1.2.2气动比例阀的死区效应008
1.2.3气缸的摩擦机理研究010
1.2.4气动系统的摩擦补偿技术研究012
1.3智能控制理论及其在气动比例系统中的应用013
1.3.1神经网络控制015
1.3.2模糊控制016
1.3.3模糊神经网络控制017
1.3.4滑模变结构控制018
1.3.5专家控制018
1.4多模态智能混合控制概念019
1.4.1多模态智能混合控制的必要性019
1.4.2多模态智能混合控制的定义020
第2章气动比例系统数学建模与辨识022
2.1气动比例系统非线性模型的建立023
2.1.1比例阀压力-流量方程024
2.1.2比例阀电压平衡方程025
2.1.3气缸两腔流量连续性方程026
2.1.4气缸两腔压力微分方程027
2.1.5气缸活塞力平衡方程028
2.2气动比例系统数学模型及其线性化处理028
2.3气动比例系统模型辨识及稳定性分析030
2.3.1输入信号的选择及辨识数据的生成030
2.3.2辨识过程及辨识结果031
2.4气动比例系统的稳定性分析036
2.5气动比例系统的仿真研究038
2.5.1系统仿真方法简介038
2.5.2基于AMESim的气动比例系统建模041
2.5.3AMESim与Matlab/Simulink的联合仿真044
2.5.4仿真结果分析047
2.6本章小结056
第3章气动比例系统动态特性研究058
3.1阀控缸系统动态特性分析059
3.1.1气源压力对系统动态特性的影响065
3.1.2工作负载对系统动态特性的影响066
3.1.3气体流量对系统动态特性的影响066
3.2系统动态特性实验方案及结果067
3.2.1实验系统介绍067
3.2.2系统动态特性实验方案及参数选择070
3.2.3多因素正交实验直观图分析073
3.2.4系统动态特性实验方案验证074
3.3实验方案显著性检验及回归分析076
3.4本章小结080
第4章气动比例阀控缸系统摩擦力补偿082
4.1气动比例阀控缸系统摩擦力补偿原理083
4.1.1气动比例阀控缸系统摩擦力补偿策略概述083
4.1.2基于粘弹性材料理论的摩擦建模083
4.1.3阀控缸系统动态模型分析088
4.2系统的模态参数识别094
4.2.1固有频率测定094
4.2.2系统质量与刚度的测定094
4.3阀控缸系统的摩擦力补偿分析096
4.4阀控缸系统摩擦力补偿实验098
4.5本章小结102
第5章气动比例系统智能控制研究104
5.1气动比例系统的模糊控制研究105
5.1.1模糊控制基本原理105
5.1.2模糊控制器设计106
5.1.3基于模糊控制的系统仿真分析111
5.2气动比例系统的神经网络控制研究112
5.2.1神经网络学习规则112
5.2.2神经网络控制器设计113
5.2.3基于BP网络气动比例系统的具体实现116
5.2.4气动比例位置系统神经网络控制仿真研究122
5.3气动比例系统多模态智能混合控制器设计124
5.3.1智能混合控制器结构125
5.3.2神经模糊控制器设计126
5.3.3多模态智能混合控制算法135
5.4多模态智能混合控制器稳定性分析138
5.5气动比例系统智能混合控制研究141
5.5.1仿真研究141
5.5.2实验研究144
5.6本章小结147
第6章气动比例系统平面轨迹跟踪实验149
6.1控制系统软件研制与平台开发150
6.1.1控制系统程序开发150
6.1.2控制界面设计154
6.1.3实验参数设置154
6.2单自由度系统定位实验156
6.3双自由度轨迹跟踪实验157
6.4本章小结169
参考文献170
