二自由度PID.

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二自由度力反馈操纵手液压系统设计

二自由度力反馈操纵手液压系统设计摘要有关于力反馈的一些系统被广泛应用在军事上和民用上。

通过建立和设计出的力反馈模拟系统在军事上应用的非常完美，但受经济和地理等相关的因素制约着军事上的一些现代化军事演练，随着这种力反馈系统的出现，使一些演练变成了现实，通过应用这种系统可以真实的反映出真实的实地演练效果。

不仅在军事上，在民用上，这种相关系统用在游戏中，模拟游戏中的真实效果，是玩家有更真实的游戏感觉。

为此，二自由度力反馈操纵手系统的设计应用了PID的控制算法，其中采用了干扰观测器减小了冲击力的程度，使主副操纵手的反馈更加精准。

为了完成一些实验室相关的力反馈的实验，增加了液压控制系统，作为二自由度力反馈系统的执行元件。

为了更加准确，在执行元件中添加了传感器等。

这样为老师同学及相关的实验人员获取比较可靠的实验数据，同时也可以应用在一些简单的游戏模拟当中,使游戏也增添一些真实的感觉。

关键词：力反馈液压系统PID控制二自由度AbstractRecently some systems and facilities about force- feedback are used in military and society field. scalely.The construction and designment of the system of simulation about force-feedback is employed in modern military practices perfertly，but some factors like economy 、environment and other related elements restricted some modern military practices .But as the system coming into being,it make some military exercises came true.Though employment of this system of simulation ,the true resultant would reflect the effects of realistic military practices.Not in military field,it is also used in society,such as in games,like this system can bring the people more real feelings,making them very crazy.So the designment of the force feed-back system about hand controlment of two free-degree consists of three parts like mechanical part、controlment part、and hydraulic part employed PID control ing the interference inspection equiment can reduce the degree of impulsive force，making the lord manipulate hand and the vice manipulate hand operate correctly.For achieveing some exercises about force feed-back,add the hydraulic controlment system to the two degree equipment of force feed-back as operator of the equipment.Hoping more corret,the sensors also are used in the system.Thus teachers and students will get more corret results of experiments,at the same time,the computer games players also feel more reality.Key words: force feed-back hydraulic system PID arithmatic controlment two degree manipulate handAbstract (2)第一章引言 (4)1.1选题背景 (4)1.2研究目标和意义 (5)1.3研究思路 (5)第二章问题现状 (6)2.1.0系统的缺陷 (6)2.1.1运算控制类型的对比 (7)2.1.2原因分析 (9)第三章系统的设计要求 (9)3.1系统的设计要求 (9)3.2 系统的主要参数 (10)第四章液压控制元件的选取与设计计算 (10)4.1 液压系统的组成 (10)4.2液压泵的选取与计算 (12)4.3液压马达的选取与计算 (13)4.4电机的选择 (14)4.5 油箱的设计 (15)4.6 油管的设计计算 (17)4.7液压工作介质的选用 (21)4.8 液压辅助元件的选择 (21)4.8.1阀类的选取 (21)4.8.2阀控制回路的选取 (24)第五章系统机械部分的设计 (26)5.1操纵手的机械结构设计 (26)第六章电气控制元器件的选取 (28)6.1 微处理器的选取 (28)6.2 D/A数据转换器的选用 (29)6.3 传感器的选用 (29)6.4控制算法的选取 (31)参考文献 (35)第一章引言1.1选题背景近年来对于力反馈方面的应用领域逐渐扩大，其中，多自由度的力反馈操纵系统的应用在军事模拟方向的较多，通过类似系统的出现是军事模拟方面的训练和创新大大提高了当代军人的身体素质和心理素质，同时也提升了现代军人的军事化力量，从而使得我国军事的演练和演习逐步实现正规化。

一种二自由度PID控制器参数整定方法(1)

参数。
T o rnam be[ 10] 针对对象( 3) 设计了一种控制器
( T C) , 假设系统( 3) 满足:
1) 系统相对阶 r 已知;
2) 系统是最小相位的;
3) 系统高频增益 H 的符号sgn( H ) 已知;
4) 系统输出变量 y ( t ) 及其 r - 1 阶导数可测; 5) 传递函数 Gp′( s) 的分子分母相对互质, 系统
G′p ( s) =
H
b0
+ a0
b1 s + … + bn- r- 1 sn- r - 1 + + a1 s + … + an- 1sn- 1 +
sn sn
-
r
.
( 3) 其中: n 为系统极点个数, r 为相对阶数, H 为系统高频增益。考虑模型的误差及系统的不确定性, H 、 ai ( i = 0, …, n- 1) 、bi( i= 0, …, n- r - 1) 均为未知
z 2 = f ( z , w , u) + lu,
( 16)
= - k - k2z 2 - klu.
( 17)
欲使闭环系统满足预期动态特性方程
y( s) y r( s)
=
h( s) =
h0 +
h0 h1s +
s2,
( 18)
则控制律为
u = [ - h0( z 1 - yr ) - h1z 2 - f^ ] / l . ( 19)
知参数。
将系统的各种不确定性和外扰归结为扩张状态
变量
f ( z, w, u) =
r- 1
n- r - 1
∑ ∑ -

基于GA-PSO融合算法的二自由度PID参数优化

关键词遗传算法;粒子群算法;二自由度；变异算子；智能算法'参数优化'性能指标中图分类号 TP273 文献标识码 A 文章编号1007 -7820（2019）10-054 -06 doi：10. 16180/j. cnki. issn1007 -7820. 2019. 10. 011
Two Degree of Freedom PID Parameter Optimization Based on GA - PSO Fusion Algorithm
PIE控制器因其具有结构简单、容易实现、鲁棒性
较强点，被
工业过程控制中。基于
PIE控
工业过程控制中的主导 ,对于PIE
控的参数优化
为重要。随着社会的发展
进步,PID的参数调节
不断进步％ 1942年,
Zieylxr和Nichols推出了一种一阶
延迟对象的
PIE控制器参数整定方法，也即Z-N方法，为PIE控
WU Yankai ,ZHANG WW, MA Yingman ,LI Jiayang (Schoci of Optical Electrical and Computxr Engineering, University of Shanghai fir Science
and Technology, Shanghai 200093,0^x1) Abstract In industrial process control systems, thy tuning of PIE parameters have direct influence on thy qual ity and eWicienca ofproduction. Aiming at thy dm^iculty of PIE parametxr adjustment, an intelligent fusion algorithm combined with genetic algorithm and particia swarm optimization was proposed, and thy proposed algorithm was ap plied to tuning parameters of tec 一 deyrex 一 of - freedom PIE controller. Thy algorithm introduced partieix swarm op timization algorithm into thy mutation operatcr of genetic algorithm, which fully exploited thy advantayxs of tec singly intelligent algorithms and made up for thy shortcomings of both. Thy simulation results showed that the proposed alggrithm could by applied to tuning PIE parameters and excellent performance indec valuxs in thy process of adjusting the PIE parameters. Moreovxr, it had bwtxr control eWects on taraxt value tracking characteristics and external dis turbance suppression characteristics. Keywords genetic algorithm ； particle swarm optimization ； tag deyrexs of freedom ； mutation operatcr ； intelligent algorithm ； parametxr optimization ； performance i970年，Astrom和Hag-

基于二自由度PID控制器的移相PWM_DC-DC变换器

：茎弘泄爵一黝基于二自由度PI D控制器的移相PW M—D C-D C变换器刘谊露蔡小勇亓迎川(空军雷达学院湖北武汉430019)[摘要]在移相P W MD C／DC变换器中。

通常采用PI D调节器来提高变换器的目标值跟踪特性和干扰抑制特性。

由于这种方式为单自由度控制，所以它不能同时获得良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性。

提出利用二自由度PI D控制器实现对移相PW M D C／D C变换器的闭环控制，通过分别设计目标值跟踪特性调节器和干扰抑制特性调节器，获得较好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性。

仿真和实验结果表明变换器的目标值跟踪特性和干扰抑制特性均获得了较好的结果．[关键词]移相P W M D C／D C变换器二自由度PID调节器控制模型中图分类号：T P2文献标识码：A文章编号：1671--7597(2008)1020010--02一、引■移相式PW M D c／D c变换器利用谐振电感和M O SFET管的寄生电容来实现零电压开关，应用较为广泛，在变换器的设计中，通常采用PI D调节器来提高系统的目标值跟踪特性和干扰抑制特性。

这种常规PI D调节器是一种单自由度控制方式，只适合一种情况的参数整定。

即它不能同时获得良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性。

当前在很多应用场合，利用电力电子系统控制技术实现高性能的K：／OC变换已成为对变换器的基本要求之一，本文提出利用■自由度PI D控制方式实现D c／D c变换器的目标值跟踪特性参数和干扰抑制特性参数的性能优化[1]。

给出了移相PW M D c／D c变换器控制模型，进行了二自由度PI D控制器的设计，并将其应用于实际电路，仿真及实验结果证明了方案的正确性。

二、移相P W MD C／D C变换曩的开环模型在移相PW M D c／D c变换器的设计中，通常是将参考信号与输出电压的反馈信号相比较，所得的误差信号经PI D调节后与三角波或锯齿波比较，通过移相控制电路获得逆变桥所需的P删移相控制信号。

基于微粒群优化算法的二自由度PID调节器的设计

基于微粒群优化算法的二自由度PID调节器的设计
王海稳;张井岗;曲俊海
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2009(045)016
【摘要】提出了一种新二自由度PID调节器的设计方法.基于灵敏度函数,采用PSO优化算法对二自由度PID参数进行自适应调整,仿真结果和改进的遗传算法进行比较,系统同时具有良好的跟随性能和抗干扰能力,所设计的二自由度调节器具有很强的鲁棒性,证明了PSO算法的有效性.
【总页数】4页(P87-89,196)
【作者】王海稳;张井岗;曲俊海
【作者单位】太原科技大学,电子信息工程学院自动化系,太原,030024;太原科技大学,电子信息工程学院自动化系,太原,030024;中国兵器工业集团,第207研究所,太原,030006
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.PSO算法及在二自由度PID调节器优化设计中的应用 [J], 王海稳;张井岗;戴跃伟
2.一种新的二自由度PID调节器设计方法 [J], 蒋毅;古天祥
3.基于模糊逻辑的二自由度PID调节器参数整定 [J], 王卫红;张井岗;刘晓星
4.二自由度PID调节器的内模整定方法 [J], 张井岗;李临生;陈志梅;赵志诚
5.一种改进的遗传算法用于二自由度PID调节器设计 [J], 徐洪泽;徐漫涛;张福恩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

二自由度PID调节器的内模整定方法

（ｐｏｔｍａｉｎ。ａｙＤｅｔｆＡｕｏｔｏ，ＴｉＨｅｖ￣ｃｉｅｙＩｓｔｔ，ａｙａｙ．ａｈｎｒｎｔｕｅＴｉ㈣Ｚｒｉ００２，ｈｎ）３０４Ｃｉａ
ＡｂｔａｔＴｈｅｉｎｐｏｅｕｅｏｈｅｔ — ｅｅ — ｆｆｅｄｍ（ＤＯＦ）Ｄｅｌｔｒｆｒｔｐｃｌｉｄｓｒａｏｅｓｓｒｃｅｄｓｇｒｃｄｒｆｔｗｏ－ｇｒｅｏ —ｒｅｏｄ－２ＰＩｒｇｕａｏｏｙｉａｎｕｔｉｌｐｒｃｓ
本文针对典型的工业过程控制对象，出了一种二自由度ＰＤ调节器的设计方法，设计的调节器仅有两个可调参数，提Ｉ所
而且被调参数与系统的性能直接相关，以使系统同时具有良好的目标值跟随特性和干扰抑制特性，真研究结果表明了它的可仿
有使系统的目标值跟踪特性和干扰抑制特性同时达到
最佳的能力。一般来说，按于扰抑制特性整定参数，若
则目标值跟踪特性差；若按目标值跟踪特性整定参数．
则干扰抑制特性差，以ＰＤ调节器参数的整定通常所Ｉ采用折中或试凑的办法。样做一般能满足大多数控这制系统的要求＋对于高性能的控制系统则有一定的但
数的辨识，制算法比较复杂，算量大、时性差。控计实为

基于改进模拟退火算法的二自由度PID控制器设计

基于改进模拟退火算法的二自由度PID控制器设计
霍海波;吴燕翔;刘雨青;刘晓菊
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2009(009)023
【摘要】通过分析传统二自由度PID控制器参数整定过程中存在的不足,结合模拟退火算法的特点,提出了一种改进的模拟退火算法,并将其成功地应用于二自由度PID控制器的参数优化设计.仿真结果表明,所设计的二自由度PID控制器同时具有良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性.在隧道式炉二自由度PID控制系统设计中获得了良好的控制效果,从而说明了该方法的有效性.
【总页数】5页(P7141-7145)
【作者】霍海波;吴燕翔;刘雨青;刘晓菊
【作者单位】上海海洋大学电气工程系,上海,201306;上海海洋大学电气工程系,上海,201306;上海海洋大学电气工程系,上海,201306;上海市虹口区业余大学,上海,200080
【正文语种】中文
【中图分类】TP273.6
【相关文献】
1.基于磁场定向的PMSM二自由度PID控制器设计 [J], 蔡豪;曾岳南
2.基于RTX的嵌入式二自由度PID控制器设计研究 [J], 武曲;郎红;李鹏;刑乐乐;刘亚秋
3.基于RTX的嵌入式二自由度PID控制器设计研究 [J], 武曲;郎红;李鹏;刑乐乐;刘亚秋
4.基于SOA-MC算法的二自由度PID控制器优化设计 [J], 周蓓晨;张宏立
5.基于改进混合遗传算法的二自由度PID控制器设计与应用 [J], 王强;麻亮;强文义;傅佩琛
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于模糊自整定二自由度PID控制的单相SPWM逆变电源研究

ｉｒｖｄｍｐｏｅ．Ｔｈｏｇｈｉｌｔｏｔｄｆｏｎｃｉｇｒｓｓａｃｏｄ，ａｄｎｏｄａｎｅａｄａｄｎｏｌ — ｒｕｈｔｅｓｍｕａｉｎｓｕｙｏｎｅｔｅｉｔｎｅｌａｃｎｄｉｇｌａｔｏｃｎｄｉｇｎｎｉｎｅｒｌａａｏｄ，ｌｗｏＴＨＤｓｓｏｄｉｈｕｐｔｖｌａｅｗａｅｏｍ．Ｔｈｉｅｓａｉｎｙａｃｃａａｔｒｓｉａｅｉｈｗｅｔｅｏｔｕ－ｏｔｇｖｆｒｎｅｎｃｔｔａｄｄｎｍｉｈｒｃｅｉｔｒｃｃ
变电源的一项重要指标。当系统参数摄动或有外
界扰动时，传统的数字ＰＤ控制器不能达到理想Ｉ
的控制效果，出电压的波形畸变甚为严重口。输］
为此，们提出了性能优良的二自由度ＰＤ控制人Ｉ
器［， “ 扰抑制特性 ” “ ６使外］和目标值跟踪特性 ” 同时达到最佳，高控制品质。但是，际的控制系提实统中存在很多非线性或时变不确定因素，由于二
良好的稳态和动态特性。
关键词：ＰＭ逆变电源ＳＷ二自由度ＰＤ控制模糊控制Ｉ
ＳｔｄｎＳｉｇｅｐｈｓｕｙｏｎｌ－ａｅＳＰＷＭｎｅｔｒｏｆＴｗｏｄｅｒｅｏ－ｒｅｍＩｖｒｅ－ｇｅ－ｆｆｅｄｏＰＩＲｅｕａｏｓｄｏｚｙＬｏｉＤｇｌｔｒＢａｅｎＦｕｚｇｃ

基于农业机器人用永磁同步电机的2-自由度PID控制

Vol. 41 /No. 18/Westieather基于农业机器人用永磁同步电机的2 -自由度PID 控制刘飞宇(南京师范大学中北学院，江苏丹阳212300)摘要：人口老龄化和劳动力不足是我们农业发展遇到的最严峻问题，所以，在我国这个农业大国推广农业机器人有着巨大的市场前景。

但作业对象、地理环境和天气等因素限制了使用封闭式系统的农用机器人的推广。

现将目标值滤波器型二自由度PID 控制方法应用于伺服电机的速度环控制，并对二自由度PID 控制器的设计方法进行研究，以便于应用开放式伺服系统的农业机器人推广。

关键词：农用机器人；电机控制；2 -自由度PID 控制中图分类号：TM273 文献标志码：A 文章编号：1671 -1602 (2019) 18 -0063 -01我国一直都是以农业为主的发展中国家，农业始终是支撑国家发展的重要驱动力。

本世纪以来，人口老龄化和农村青壮年劳动力不足已经成为限制发展现代化新型农业的重要因素。

因此，农业机器人有着巨大的市场前景。

永磁同步电动机具有体积小、体积小、重量轻、成本低等优点，被大多数农业机器人所采用，但其封闭的伺服控制系统阻碍了农业机器人的推广，优化控制算法和提高工作性能也不能实现。

此外，作业对象、地理环境、季节、天气等自然因素的影响使得构建开放式农业机器人伺服控制系统显得尤为迫切。

直接转矩控制和矢量控制是目前主要使用的伺服系统控制策略。

大多数伺服系统采用性价比较高的传统PID 控制算法，因为其原理简单、计算方便、适应性强。

但是，随着科学技术日新月异的发展，传统PID 控制算法无法满足伺服驱动产品对高性能的要求，一些先进的控制理论应运而生。

本文在伺服控制系统的速度环控制中采用简化后的由I. M. Horowitz 提出的二自由度PID 控制算法，只需要将目标滤波器加入速度环控制器中，这既考虑了结构简单，又兼顾传统PID 控制技术，更对永磁同步伺服系统的跟踪和抗扰实现了双优控制，加入目标值滤波器后的PID 控制器控制结构框图如下图1所示：可以抑制扰动在传统PID 控制算法的基础上，把系数a 、B 、y 分别作为比例、积分、微分常数，得L(s) =H(s)G,(s)=冷窃涪(a +盘)，实现对目标的跟踪。

一类不稳定大时滞过程的二自由度IMC-PID控制

ｉｎｎｇｅ
ＡｂｔａｔＡｗｏｄｅｅ－－ｒｅｍＭＣ－ＰＩｃｓａｏｒｔｕｃｕｒｓｐｏｐｅｏｒａｃａｓｏｆｕｎｔｂｌｓｒｃ：ｔ－ｇｒｅｏｆｆｅｄｏＩＤａｃｄｅｃｎｔｏｌｓｒｔｅｗａｒｏｓｄｆｌｓｓａｅ
１引言
在工业过程控制领域，稳定大时滞过程是不
一
加一个预稳定控制器，制效果较好，在控制器控但的实现上并不能令人满意。在实际过程控制中，Ｉｐｏｏｔｎｌｉｔ— ＰＤ（ｒｐｒｉａｅｏｎｇａｄｆｅｅｔ１控制器结构简单，ｒｌｉｒｎｉ）ｆａ调节方便，然
维普资讯
一
类不稳定大时滞过程的二自由度Ｉ — Ｉ控制ＭＣＰＤ
电气传动２０年第３０７７卷第５期
一
类不稳定大时滞过程的二自由度ＩＭＣ— Ｉ控制ＰＤ
李华杨龙飞兰州交通大学
摘要：对一类不稳定大时滞过程，出一种二自由度Ｉ针提ＭＣ— Ｉ串级控制设计方法。系统内环按照ＰＤ
Ｉ原理设计为经典反馈控制结构，ＭＣ主要用于实现不稳定对象的镇定和快速消除系统的主扰动；统外环设系计为二自由度内模控制结构，系统设定值响应同干扰响应分离，以分别设计控制器。理论分析和仿真结使得果表明，出的控制策略能够有效地解决一类开环不稳定大时滞过程的内模控制应用问题，且使系统同时给并

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