阀控液压伺服系统的辨识与优化设计研究

根据阀控缸电液位置伺服系统的组成,对系统中的阀控缸的数学模型进行了研究,并通过系统辨识的方法得到了阀控缸系统的闭环传递函数,控制器采用全维状态反馈,以二阶工程最佳为优化目标建立了系统的仿真模型。仿真结果表明该控制器实现了液压位置伺服系统的极点配置,完成了优化目标。表明全状态反馈控制能够提高液压伺服系统的位置跟踪精度,具有工程可行性。     

一类纺织机械液压伺服系统的极点配置和仿真

该文针对电液伺服系统工作的稳定性和精度的要求,设计出能够反应系统状态参量的观测器,并使通过观测器对系统进行极点的配置,相对于普遍使用的输出反馈调节控制方式,系统的工作性能得到大大提高.     

基于AMESim电液力伺服系统动态仿真研究

基于AMESim建立了电液力伺服系统模型,对系统动态进行了仿真研究.调整PID参数使力伺服系统实现力的精确跟踪,分析了PID参数对系统性能的影响.分析并指出了影响力伺服系统输出力平稳性的主要因素,减小液压缸死区体积能够较好地保证输出力的平稳性.仿真分析了等梯度加载和静载荷加载中,液压缸两腔压力的变化.     

下肢外骨骼机器人电液伺服控制系统设计

利用电液伺服阀和非对称液压缸的流量连续性方程、力平衡方程,推导出阀控缸动态数学模型;利用拉格朗日函数法和虚位移原理,建立了下肢外骨骼机器人各液压缸的负载力计算模型;通过稳定边界参数整定方法设计了下肢外骨骼机器人电液伺服系统PID控制器,并运用Simulink仿真软件对该系统跟随人体步态情况进行了仿真。仿真结果表明,该系统能够达到下肢外骨骼机器人对电液伺服系统的相关要求。     

基于极点配置的推力矢量伺服系统控制策略研究

针对推力矢量伺服系统提出了一种采用状态反馈对系统极点进行配置的方法,同时采用该方法设计了Luenberger状态观测器,在此基础上实现了伺服系统的稳态控制。通过仿真和实验表明,采用该方法设计的推力矢量伺服系统的性能优于基于输出反馈的PI-陷波滤波控制的系统性能。     

基于AMFC的电液伺服系统控制算法研究

论文针对电液伺服系统非线性难以控制的难题,将非线性状态反馈微分变换和模型跟随自适应控制结合,通过建立阀控非对称缸位置伺服系统的离散非线性参考模型,借助于仿射变换实现了对非线性电液伺服系统的动态反馈线性化,通过仿真说明AMFC在电液伺服系统能够准确跟随参考模型的输出,精度较高,说明AMFC通过与仿射非线性变换相结合将其扩展到电液非线性系统,将成为一种对液压伺服控制系统极有实用价值的非线性控制方法.     

直驱式电液伺服油动机的建模与仿真研究

汽轮机性能的优劣直接影响机组和电网运行的经济性、安全性和供电品质.该文简单论述了给水泵汽轮机传统阀控式调速方式的工作机理及其优缺点,介绍了直驱式电液伺服系统的原理、结构组成和特点,并对直驱式电液伺服油动机进行了仿真研究.分别对交流伺服系统与泵控缸系统进行了数学建模,给出了整个直驱式电液伺服系统的数学模型,并使用Simulink对其进行建模和仿真,分析了各参数对系统动态性能的影响,结果表明直驱式电液伺服油动机系统在正反向运动时都是稳定的.通过调整PID的参数,可以实现对整个动力机构很好的控制;同时可以看出,直驱式电液伺服油动机系统不适合高频响的场合.     

运载火箭电液复合伺服控制系统性能分析

通过分析运载火箭应用背景提出了电液复合伺服控制系统方案,分别介绍了其工作原理,建立了相应仿真模型。在动态性能和节能效率方面与传统电液伺服系统和电静液伺服系统进行了对比,仿真结果显示电液复合伺服控制系统虽然动态性能不及传统电液伺服系统,但相对于电静液伺服系统却有较大改善,完全能够满足运载火箭的动态指标要求,节能效率相对于传统电液伺服系统有了显著提升。     

液压机直驱式电液伺服系统研究及仿真

对直驱式电液伺服系统在液压机上的应用进行了研究,提出了一种新型液压机直驱式电液伺服系统,该系统采用密闭压力油罐对系统进行无动力补油.建立了直驱式电液伺服系统数学模型,对系统的稳定性、动态响应特性进行了仿真研究.结果表明,系统具有较好的稳定性,但动态响应存在一定的误差.     

基于极点配置的直线伺服系统H∞速度控制器设计

针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动伺服系统,应用内模原理,在电流环内引入一伺服补偿器,并通过极点配置和H∞控制方法设计状态反馈控制器.把系统闭环极点配置在一线性矩阵不等式(LMI)区域内,使系统具有良好的快速跟踪等动态性能;而H∞控制又使系统对负载扰动等不确定性具有较强的鲁棒性.仿真结果表明,和传统的控制方法相比,该方案在保证伺服系统的快速精确跟踪性能的同时,又使系统具有良好的抗干扰性和鲁棒性.     

基于MATLAB的力反馈两级电液伺服阀建模与仿真

以10 L/min力反馈两级电液伺服阀为研究对象,在MATLAB/Simulink下建立伺服阀的仿真模型,通过仿真得到伺服阀的阶跃响应曲线、伯德图和动态性能指标,为力反馈两级电液伺服阀的参数优化、性能提升和工程应用提供了参考。     

New method to improve dynamic stiffness of electro-hydraulic servo systems

Most current researches working on improving stiffness focus on the application of control theories.But controller in closed-loop hydraulic control system takes effect only after the controlled position is deviated,so the control action is lagged.Thus dynamic performance against force disturbance and dynamic load stiffness can’t be improved evidently by advanced control algorithms.In this paper,the elementary principle of maintaining piston position unchanged under sudden external force load change by charging additional oil is analyzed.On this basis,the conception of raising dynamic stiffness of electro hydraulic position servo system by flow feedforward compensation is put forward.And a scheme using double servo valves to realize flow feedforward compensation is presented,in which another fast response servo valve is added to the regular electro hydraulic servo system and specially utilized to compensate the compressed oil volume caused by load impact in time.The two valves are arranged in parallel to control the cylinder jointly.Furthermore,the model of flow compensation is derived,by which the product of the amplitude and width of the valve’s pulse command signal can be calculated.And determination rules of the amplitude and width of pulse signal are concluded by analysis and simulations.Using the proposed scheme,simulations and experiments at different positions with different force changes are conducted.The simulation and experimental results show that the system dynamic performance against load force impact is largely improved with decreased maximal dynamic position deviation and shortened settling time.That is,system dynamic load stiffness is evidently raised.This paper proposes a new method which can effectively improve the dynamic stiffness of electro-hydraulic servo systems.     

新型DSP在龙门铣床交流伺服控制系统中的应用

TMS320LF240X是美国TI公司专为电动机的数字控制而设计的系列DSP芯片,为了改善龙门铣床交流拖动控制系统的性能,用该芯片设计完成了一套基于DSP的全数字交流控制系统.介绍了系统的硬件组成和软件设计方法,实验结果证明了该系统具有良好的动静态性能和较高的速度控制精度.     

Light-Weight Design Method for Force-Performance-Structure of Complex Structural Part Based Co-operative Optimization

A light?weight design method of integrated structural topology and size co?optimization for the force?performance?structure of complex structural parts is presented in this paper. Firstly, the supporting function of a complex structural part is built to map the force transmission, where the force exerted areas and constraints are considered as connecting structure and the structural configuration, to determine the part performance as well as the force routines. Then the connecting structure design model, aiming to optimize the static and dynamic performances on connection configuration, is developed, and the optimum design of the characteristic parameters is carried out by means of the collaborative optimization method, namely, the integrated structural topology optimization and size optimization. In this design model, the objective is to maximize the connecting stiffness. Based on the relationship between the force and the structural configuration of a part, the optimal force transmission routine that can meet the performance requirements is obtained using the structural topology optimization technology. Accordingly, the light?weight design of conceptual configuration for complex parts under multi?objective and multi?condition can be realized. Finally, based on the proposed collaborative optimization design method, the optimal performance and optimal structure of the complex parts with light weight are realized, and the reasonable structural unit configuration and size charac?teristic parameters are obtained. A bed structure of gantry?type machining center is designed by using the proposed light?weight structure design method in this paper, as an illustrative example. The bed after the design optimization is lighter 8% than original one, and the rail deformation is reduced by 5%. Moreover, the lightweight design of the bed is achieved with enhanced performance to show the effectiveness of the proposed method.     

电液位置控制系统的二次优化

利用最优控制理论对电液位置控制系统进行最优控制时 ,需要确定Q矩阵 ,本文对Q矩阵进行优化 ,求得使系统响应速度最快的Q矩阵 ,利用优化后的Q矩阵对电液位置控制系统进行最优控制 ,提高了电液位置控制系统的精度。仿真分析表明 ,对电液位置控制系统进行优化与最优控制 ,可提高系统的精度 ,缩短响应时间。     

基于机械臂位姿变换的柔性负载伺服驱动系统控制策略

伺服驱动系统的柔性负载端转动惯量等参数随柔性机械臂位姿变化而变化,进而影响伺服驱动系统电动机输出端转速。为降低电动机输出端速度波动,采用极点配置的方法设计伺服驱动系统转速环PI控制器参数,该参数的选择随柔性机械臂位姿变化而变化,从而使伺服驱动系统在不同位姿下获得良好的动态响应特性,避免机械谐振发生。首先根据连续体振动理论和拉格朗日原理建立了柔性负载伺服驱动系统动力学模型,并通过状态方程求得电动机转速到柔性负载驱动转矩的传递函数。将变参数PI控制策略应用于伺服驱动系统转速环控制中,分析了柔性负载对转速环的控制特性的影响,采用极点配置的方法设计控制器参数。接下来分别采用相同幅值、相同阻尼系数、相同实部3种极点配置策略设计控制器参数。讨论了这 3 种极点配置策略不同参数对系统谐振峰值、谐振频率和带宽的影响。最后通过数值仿真分析表明:伺服驱动系统等效柔性负载参数与机械臂的位姿有关;柔性负载回转半径、转动惯量较大的情况,不适宜使用相同实部的极点配置方法,但其余两种方法可通过适当选择参数使电动机输出转速波动程度减小。     

双阀并联控制在船舶舵机电液负载模拟器多余力抑制中的研究

由于船舶舵机电液负载模拟器所模拟的水动力载荷很大,要求加载系统不仅要有很大的出力而且具有很大的负载流量。为满足系统大流量的要求而又能有效抑制被动加载时的多余力,提出了由高响应大流量三级电液流量伺服阀和p-qv伺服阀组成的双阀并联控制方案。通过对船舶舵机电液负载模拟器的建模,p-qv伺服阀模型的分析简化,设计了双阀并联控制实时控制系统。对比双阀并联控制和单流量伺服阀控制的试验曲线,可以看出被动加载时双阀并联控制比单流量伺服阀控制可以更有效地抑制舵机系统启停和换向时的多余力,明显改善系统动态加载性能。     

非全周矩形开口滑阀小开口度时流量及液动力特性研究

电液伺服阀作为液压控制系统的核心元件,其性能的好坏直接关系到控制系统的特性。采用计算流体动力学软件Fluent中动网格技术,对伺服阀滑阀阀口在0.5mm开度内的流动状态进行静、动态仿真,研究其流量与液动力特性。从计算结果可以看出,阀口流量特性仿真曲线与理论曲线在趋势上基本相同。阀芯所受稳态液动力仿真值与理论值增长趋势基本相同。仿真时,阀口开度按给定速度连续增大,阀口打开瞬时,瞬态液动力变化大;阀口打开后,瞬态液动力变化不大,且瞬态液动力数值较稳态液动力小得多。     

基于Matlab的液压伺服系统二次型最优控制器设计

分析泵控液压马达传递函数,给出液压伺服系统通用数学模型;运用二次型最优控制理论,将最优控制的性能泛函与液压伺服系统的动态误差指标相结合,在matlab环境下编程仿真求解最优意义下的控制器。对系统响应曲线及频谱图进行分析,提出了最佳加权矩阵的一般形式,并指出了提高系统频宽的途径,为电液伺服系统提供了一种有效的优化设计方法。     

基于扭矩测量的交流伺服工作台摩擦建模与仿真研究

摩擦是影响XY交流伺服工作台定位精度的重要因素。利用作用力与反作用力原理设计了一种新的应变式扭矩传感器,代替传统试验中采用的碳刷-集流环式扭矩传感器,间接测量了交流伺服电机的传递扭矩信号。对XY交流伺服工作台进行动力学分析,建立动力学方程,获得了系统中的摩擦力矩数据。利用实验数据辨识了Stribeck摩擦模型的参数,得出了XY工作台的带参数摩擦模型。建立了XY交流伺服工作台的仿真模型,仿真结果表明本文中的实验方案设计是可行的。