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| 1 | 气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节位置/刚度控制显示文摘仿生关节是四足仿生机器人实现灵活跳跃、奔跑等高速复杂运动的基本要素。针对现有气动肌腱驱动的仿生关节难以实现设定刚度下的高精度位置控制问题,提出一种基于模糊神经网络补偿控制的拮抗式仿生关节位置/刚度控制新方法。建立关节位置/刚度解算模型,根据关节驱动力矩及设定刚度计算气动肌腱的理论充气压力;建立关节输出刚度计算模型,根据关节输出位置及气动肌腱的实际充气压力计算仿生关节的实际输出刚度;采用由模糊神经网络补偿控制器、PID控制器和模糊神经网络辨识器构成的模糊神经网络补偿控制结构实现对仿生关节的高精度位置控制。以FESTO公司MAS型气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节为控制对象,进行关节位置/刚度控制的试验研究,对比PID控制和模糊神经网络补偿控制的位置控制精度,探究仿生关节刚度的动态响应。试验结果表明:模糊神经网络补偿控制方法的位置控制精度显著优于PID控制方法,位置控制精度由3°提高到0.6°;同时两种控制方法均能较好地跟随关节设定刚度,刚度跟踪精度均在1 N?m/rad内。 | 朱坚民 黄春燕 雷静桃 齐北川 | 2017 | 机械工程学报2017，53，13： | 13 |
| 2 | 气动位置控制系统分数阶控制器的设计与仿真显示文摘为了实现对气动伺服控制系统的准确位置控制,设计了气动伺服系统,根据系统的组成推导了其数学模型,并在此基础上进行线性化处理,计算出传递函数。继而设计了一种基于稳定裕度法整定参数的分数阶控制器,使用MATLAB的优化工具箱求解控制器参数并在Simulink中搭建分数阶控制器模型进行仿真分析。结果表明,使用稳定裕度法整定参数的分数阶控制器对气动伺服系统具有良好的控制效果,在系统参数发生较大变化时仍能达到理想的控制性能指标,系统仍具有良好的信号跟踪特性、强抗干扰能力和鲁棒性。实验测得采用分数阶控制器的气动伺服系统定位精度达到0.5 mm,系统具有较高的稳态精度。 | 赵彦楠 曾亿山 耿豪杰 | 2019 | 液压与气动2019，43，7： | 6 |
| 3 | 气动二维超精密伺服系统输出反馈滑模控制显示文摘针对气动波纹管二维伺服系统的超高精度控制问题,提出了一种基于逐阶反馈的递归滑模控制方法。通过对三阶系统的各阶输出分别进行二次估计,设计新型逐阶状态观测器,降低了常规观测器对系统三阶状态的观测误差。通过设计逐阶滑动模态,设计递归滑模面,减少了常规动态滑模控制信号抖振问题。通过递归滑模控制器与逐阶状态观测器的结合,在提高伺服系统精度的同时改善了控制系统的动态品质。用李雅普诺夫函数理论证明了气动波纹管伺服系统所有状态全局一致最终有界。数值仿真结果表明,气动伺服系统跟踪轨迹无超调、响应速度快、精度高,实现了运动行程20mm,稳态误差小于100nm的大行程精密控制。 | 田艳兵 徐亚明 刘庆龙 陈霞 | 2019 | 机械工程学报2019，55，7： | 6 |
| 4 | Quaternion-based Nonlinear Trajectory Tracking Control of a Quadrotor Unmanned Aerial Vehicle显示文摘At present, most controllers of quadrotor unmanned aerial vehicles(UAVs) use Euler angles to express attitude. These controllers suffer a singularity problem when the pitch angle is near 90?, which limits the maneuverability of the UAV. To overcome this problem, based on the quaternion attitude representation, a 6 degree of freedom(DOF) nonlinear controller of a quadrotor UAV is designed using the trajectory linearization control(TLC) method. The overall controller contains a position sub-controller and an attitude sub-controller. The two controllers regulate the translational and rotational motion of the UAV, respectively. The controller is improved by using the commanded value instead of the nominal value as the input of the inner control loop. The performance of controller is tested by simulation before and after the improvement, the results show that the improved controller is better. The proposed controller is also tested via numerical simulation and real flights and is compared with the traditional controller based on Euler angles. The test results confirm the feasibility and the robustness of the proposed nonlinear controller. The proposed controller can successfully solve the singularity problem that usually occurs in the current attitude control of UAV and it is easy to be realized. | ZHA Changliu DING Xilun YU Yushu WANG Xueqiang | 2017 | Chinese Journal of Mechanical Engineering2017，30，1： | 5 |
| 5 | 基于动力学死区的复杂气动伺服直线传动装置模型研究显示文摘针对气动伺服系统执行机构运动精度较低问题,设计了气动伺服系统改进传动装置模型。创建了气动伺服阀系统执行机构运动简图,分析了阀门的非线性质量流动特性、死区、多变温度模型、传热和非线性摩擦对执行机构运动精度的影响,根据动力学死区难以识别问题,设计出气动伺服系统执行机构运动的数学模型和相应的参数识别方法。采用Matlab软件对改进模型进行仿真验证,并且与理论值进行比较。结果显示:改进前,气动伺服系统活塞运动产生的位置、速度和压力与理论值相比,误差整体波动幅度较大;改进后,气动伺服系统活塞运动产生的位置、速度和压力与理论值相比,误差整体波动幅度较小。气动伺服系统执行机构在压力动力学、活塞速度和活塞位置方面,改进后的传动装置模型能够提高执行机构动力学死区的识别的精度。 | 郑睿 曹爽 | 2020 | 中国工程机械学报2020，18，6： | 2 |
| 6 | 气动加载系统的无模型自适应控制方法显示文摘针对气动加载系统压力跟踪控制中的强耦合性、强非线性、不确定性等问题,将跟踪微分器(TD)作为反馈滤波器加入到无模型自适应控制(MFAC)中。结合2种方法的优点,可以有效抑制外界干扰对系统带来的影响,获得更好的输出性能,提高控制系统的鲁棒性。在气动变载荷摩擦磨损实验机控制平台上进行了实验验证,与无模型自适应控制进行对比,实验结果表明,改进的控制器具有抗干扰性强、响应速度快、鲁棒性强等特点。 | 任丽娜 李小广 高琳琪 刘福才 | 2020 | 高技术通讯2020，30，4： | 1 |
| 7 | 基于时滞补偿的气动系统位置控制仿真显示文摘为解决气动系统在控制过程中出现的时滞性、非线性性和外部干扰等问题,提出了一种基于时滞补偿的模糊比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)控制的策略。首先,分析气动系统的工作原理,建立气动系统的机理模型。其次,针对气动系统存在的时滞特性,在Smith预估器的结构中引入干扰观测器,并使用改进的Smith预估器来补偿系统的纯滞后环节。最后,为提高位置控制精度,设计了具有自整定能力的模糊PID控制器。仿真结果表明,改进的Smith预估器与模糊PID控制相结合的策略能够保证系统的稳定输出,提高系统的抗干扰能力和鲁棒性。 | 范云生 罗恩勇 王国峰 | 2021 | 科学技术与工程2021，21，25： | 0 |
| 8 | Optimization Study on Expansion Energy Used Air-Powered Vehicle with Pneumatic-Hydraulic Transmission显示文摘Pneumatic-hydraulic transmission has been developed for years. However, its dynamic properties are not good enough for application. In this paper, in order to increase the output characteristics, a late-model air-powered vehicle using expansion energy is proposed which can boost energy through a pneumatic-hydraulic transmission. The dynamic characteristics of the air-powered vehicle is modeled and verified by conducting experiment. In addition,the influence of the key parameters of the air-powered vehicle is researched for the optimization of the system performance. Through the results, the author got the conclusion that, firstly, comparison of the results of model and experiment proves the built model to be effective; secondly, input air pressure should be set according to the request of the practical loads, and range of 0.65 to 0.75 MPa can be chosen; thirdly, as a key structure parameter of the airpowered vehicle, ratio of the areas is considered to be set to approximate 8; what's more, a bigger orifice with a limit will promote the system dynamic characteristic property, and the limit is about 3.5 mm; last but not the least, not too farther position of the rings will increase the quality of output dynamic characteristics. This paper can be a reference for system design of air-powered vehicle and dynamic improvement. | Xiang-Heng Fu Mao-Lin Cai Yi-Xuan Wang Yan Shi | 2018 | Chinese Journal of Mechanical Engineering2018，31，1： | 0 |
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