氣動智能控制系統的研究及應用（簡體書）

本書針對氣動比例系統的工作性能及特點，介紹了智能控制技術在氣動比例系統領域中的應用，並設計了智能混合控制器，實現了對氣動比例系統良好的軌跡跟蹤及控制性能。
全書共分6章，包括氣動比例系統的特點及發展狀況，氣動系統的摩擦補償技術，智能控制技術在該領域中的研究與應用。本書在深入分析氣動比例系統的工作性能及特點的基礎上，研究系統的摩擦機理，並且通過疊加高頻低幅顫振信號補償系統的摩擦力，結合氣動比例系統的非線性特徵，研究了智能混合控制器，實現系統良好的軌跡跟蹤性能，為拓展氣動比例系統的應用領域及提高氣動比例系統的控制性能奠定了基礎。鑒於流體的相似性，本書內容也可以用於電液比例系統或其它相關的領域中。
本書適用於從事流體傳動及控制專業、機械電子、電氣自動化和生產過程自動化領域工作的工程技術人員學習，也可以作為大專院校工業自動化、機械電子、流體傳動與控制等專業的教學參考書。

第1章概述001

1.1氣動比例系統研究的發展與現狀002

1.1.1氣動比例系統的特點002

1.1.2氣動比例系統的國內外發展狀況003

1.2氣動系統的摩擦力補償005

1.2.1摩擦力模型研究005

1.2.2氣動比例閥的死區效應008

1.2.3氣缸的摩擦機理研究010

1.2.4氣動系統的摩擦補償技術研究012

1.3智能控制理論及其在氣動比例系統中的應用013

1.3.1神經網絡控制015

1.3.2模糊控制016

1.3.3模糊神經網絡控制017

1.3.4滑模變結構控制018

1.3.5專家控制018

1.4多模態智能混合控制概念019

1.4.1多模態智能混合控制的必要性019

1.4.2多模態智能混合控制的定義020




第2章氣動比例系統數學建模與辨識022

2.1氣動比例系統非線性模型的建立023

2.1.1比例閥壓力-流量方程024

2.1.2比例閥電壓平衡方程025

2.1.3氣缸兩腔流量連續性方程026

2.1.4氣缸兩腔壓力微分方程027

2.1.5氣缸活塞力平衡方程028

2.2氣動比例系統數學模型及其線性化處理028

2.3氣動比例系統模型辨識及穩定性分析030

2.3.1輸入信號的選擇及辨識數據的生成030

2.3.2辨識過程及辨識結果031

2.4氣動比例系統的穩定性分析036

2.5氣動比例系統的仿真研究038

2.5.1系統仿真方法簡介038

2.5.2基於AMESim的氣動比例系統建模041

2.5.3AMESim與Matlab/Simulink的聯合仿真044

2.5.4仿真結果分析047

2.6本章小結056




第3章氣動比例系統動態特性研究058

3.1閥控缸系統動態特性分析059

3.1.1氣源壓力對系統動態特性的影響065

3.1.2工作負載對系統動態特性的影響066

3.1.3氣體流量對系統動態特性的影響066

3.2系統動態特性實驗方案及結果067

3.2.1實驗系統介紹067

3.2.2系統動態特性實驗方案及參數選擇070

3.2.3多因素正交實驗直觀圖分析073

3.2.4系統動態特性實驗方案驗證074

3.3實驗方案顯著性檢驗及回歸分析076

3.4本章小結080




第4章氣動比例閥控缸系統摩擦力補償082

4.1氣動比例閥控缸系統摩擦力補償原理083

4.1.1氣動比例閥控缸系統摩擦力補償策略概述083

4.1.2基於粘彈性材料理論的摩擦建模083

4.1.3閥控缸系統動態模型分析088

4.2系統的模態參數識別094

4.2.1固有頻率測定094

4.2.2系統質量與剛度的測定094

4.3閥控缸系統的摩擦力補償分析096

4.4閥控缸系統摩擦力補償實驗098

4.5本章小結102




第5章氣動比例系統智能控制研究104

5.1氣動比例系統的模糊控制研究105

5.1.1模糊控制基本原理105

5.1.2模糊控制器設計106

5.1.3基於模糊控制的系統仿真分析111

5.2氣動比例系統的神經網絡控制研究112

5.2.1神經網絡學習規則112

5.2.2神經網絡控制器設計113

5.2.3基於BP網絡氣動比例系統的具體實現116

5.2.4氣動比例位置系統神經網絡控制仿真研究122

5.3氣動比例系統多模態智能混合控制器設計124

5.3.1智能混合控制器結構125

5.3.2神經模糊控制器設計126

5.3.3多模態智能混合控制算法135

5.4多模態智能混合控制器穩定性分析138

5.5氣動比例系統智能混合控制研究141

5.5.1仿真研究141

5.5.2實驗研究144

5.6本章小結147




第6章氣動比例系統平面軌跡跟蹤實驗149

6.1控制系統軟件研製與平臺開發150

6.1.1控制系統程序開發150

6.1.2控制界面設計154

6.1.3實驗參數設置154

6.2單自由度系統定位實驗156

6.3雙自由度軌跡跟蹤實驗157

6.4本章小結169




參考文獻170