新型直动式压电电液伺服阀复合控制方法

设计了一种新型直动式压电电液伺服阀。该阀采用压电叠堆执行器作为电-机械转换器,提高了电液伺服阀的性能。并针对压电叠堆执行器固有的迟滞和蠕变非线性使得压电型电液伺服系统的输出精度降低,传统的控制方法难以得到很好的控制效果的问题。提出了基于动态Preisach模型的前馈控制和PID反馈控制的一种复合控制方法。实验结果表明,该方法能有效改善新型直动式压电电液伺服阀的输出精度。     

一种新型压电型电液伺服阀控制系统设计

提出一种新型压电型直动式二级电液伺服阀并对其进行了控制系统设计.电液伺服阀是电液伺服系统中的核心部件,具有广泛的应用前景.但现有的电液伺服阀还存在一些不足之处,为了进一步拓宽其应用范围,本文提出一种具有较高性价比的压电型直动式二级电液伺服阀,并针对其控制问题提出了一种双向分段变速积分PID控制方法,有效地满足了实际系统对阀芯位置控制的各项要求.实验结果表明了所提控制方法的有效性.     

基于模糊PID控制的摩擦负载系统的研究

提出一种采用电液伺服阀控制的液压摩擦负载系统,此系统利用液压缸作为执行机构时制动盘提供摩擦转矩.为了达到理想的控制效果,设计了模糊PID控制器,通过对电液伺服阀进行调节,来控制液压缸的跟随性能.在两种不同的控制算法下,对QDJ2815起动机进行恒转矩控制试验,得到相应的控制响应曲线,并分析了该闭环控制系统的实现情况,结果表明：模糊PID控制算法比常规PID控制算法具有更小的超调量,整个系统运行稳定可靠.     

压电驱动式高频电液伺服阀实验研究

为了提高电液伺服阀的频率响应特性,采用响应速度快、输出力大、刚性好的积层式压电驱动器作为伺服阀的前置级电-机械转换器.采用杠杆放大的方式对压电驱动器的输出位移进行放大,保证足够的流量输出;采用直接驱动阀芯的方式增强了抗污染能力以及动态响应特性;功率级滑阀采用内置方式,用单个压电叠堆实现了滑阀的双向控制.试制了压电伺服阀的样机,并对样机进行了静、动态测试.得出该阀的频宽大于1.2 kHz,流量为5.7 L/m in,抗污染能力达到ISO 4406 18/15.     

电反馈电液伺服阀的研究

本文详尽地介绍了一种新结构的电反馈电液伺服阀。试验表明该阀的动态性能极佳。这种新型伺服阀是发展高频振动实验台和高精度电液伺服系统的重要元件。本文对下述问题:电反馈电液伺服阀和机械反馈电液伺服阀的各个环节对阀性能的影响、补偿方法及其试验结果等也进行了讨论。     

一种抗污染动圈电液伺服阀的设计研究

污染造成的故障是电液伺服阀主要的故障．因此,抗污染能力成为电液伺服阀的重要指标．通过对一种动圈电液伺服阀的液压桥路和具体参数的设计,提高了这种伺服阀抗污染的能力．     

模糊PD控制器在电液伺服阀控制系统中的应用

应用模糊控制原理设计先导式电液伺服阀的模糊PD控制器,采用AMESim软件建立伺服阀的仿真模型,采用Simulink软件建立PD控制器和模糊PD控制器的仿真模型,通过AMESim／Simulink联合仿真得到伺服阀在两种控制方式下的阶跃信号响应曲线。仿真结果表明,与常规的PD控制器相比,模糊PD控制器能够提高控制精度,有效改善伺服阀的性能。     

电液伺服系统神经网络辨识及控制器设计

针对阀控缸电液位置伺服系统非线性建模问题,采用神经网络进行系统模型辨识。采用LM遗传算法对三层BP神经网络的权值和阈值进行修正,通过训练系统的输入/输出数据建立非线性系统辨识模型。基于此模型,设计模糊PI控制器,利用智能权函数在线自动调整和修改模糊控制器的规则。利用x PC技术建立阀控缸伺服实验台,以实验台阶跃输出信号作为改进BP神经网络辨识信号,以实验台正弦输出信号作为验证信号。实验表明:该神经网络辨识模型的可信性得以验证;通过对比智能权函数模糊PI控制器和模糊控制器的实验曲线,表明前者控制效果更好。     

杠杆放大型直动式压电伺服阀动态特性

提出一种基于杠杆放大原理的直动式压电伺服阀。该阀采用大行程的压电叠堆作为驱动元件,经杠杆放大后的位移直接驱动功率级滑阀。采用解析法建立了阀芯运动机构的动力学模型,并对其进行了仿真分析。试制了杠杆放大型直动式压电伺服阀样机,并对样机的动态特性进行了试验测试。结果表明,该阀正向阶跃响应时间为0.54 ms,负向阶跃响应时间为1.08 ms,频宽约为1 kHz。新型伺服阀可以应用于振动试验台、疲劳试验台及需要快速反应的流体控制系统中,可提高系统的快速响应特性。     

对接模拟并联六自由度平台的模糊免疫PID控制

以电液伺服并联六自由度平台为研究对象,讨论了对称阀控非对称缸数学模型各部分的作用.针对外负载扰动的不确定性,提出了将免疫算法引入增量式PID(比例、积分、微分）控制器,并推导了控制律.为增强系统的稳定性和鲁棒性,采用模糊策略逼近抗体抑制调节非线性函数,并设计了模糊免疫PID控制器,将该控制器应用到空间对接半物理仿真六自由度平台中,建立了分级实时控制系统,针对系统结构参数大变化和提高跟踪响应频率设计了两组实验.结果表明,所设计的模糊免疫控制器作用良好,平台在6个自由度的实时跟踪和协同控制性能均获得满意的结果.     

High precise control method for a new type of piezoelectric electro-hydraulic servo valve

A new type of piezoelectric electro-hydraulic servo valve system was proposed. And then multilayer piezoelectric actuator based on new piezoelectric ceramic material was used as the electricity-machine converter of the proposed piezoelectric electro-hydraulic servo valve. The proposed piezoelectric electro-hydraulic servo valve has ascendant performance compared with conventional ones. But the system is of high nonlinearity and uncertainty, it cannot achieve favorable control performance by conventional control method. To develop an efficient way to control piezoelectric electro-hydraulic servo valve system, a high-precise fuzzy control method with hysteresis nonlinear model in feedforward loop was proposed. The control method is separated into two parts: a feedforward loop with Preisach hysteresis nonlinear model and a feedback loop with high-precise fuzzy control. Experimental results show that the hysteresis loop and the maximum output hysteresis by the PID control method are 4.22% and 2.11 μm, respectively; the hysteresis loop and the maximum output hysteresis by the proposed control method respectively are 0.74% and 0.37 μm, respectively; the maximum tracking error by the PID control method for sine wave reference signal is about 5.02%, the maximum tracking error by the proposed control method for sine wave reference signal is about 0.85%.     

基于重复控制补偿的电液位置伺服系统分数阶PID控制

针对电液位置伺服系统参数时变和外负载干扰等不确定性,建立了电液位置伺服系统数学模型.为了提高电液位置伺服系统的跟踪精度,基于分数阶控制理论,引入重复控制回路,提出一种基于重复控制补偿的分数阶PID控制策略,采用Oustaloup滤波算法实现分数阶微积分运算.应用MATLAB/Simulink仿真软件对控制策略进行验证,分析了系统开环增益、伺服阀固有频率和阻尼比、动力机构固有频率和阻尼比等参数摄动时的跟踪效果.仿真结果表明:所提控制策略有效提高了电液位置伺服系统的跟踪精度,抗参数摄动能力较强,鲁棒性较好.     

前馈模糊免疫算法在泵阀联合EHA压力环控制中的应用

针对泵阀协调控制的电动静液作动器(EHA)阀控环节响应高于压力环节的特殊性,采用了基于前馈模糊免疫算法(FFIM)的压力环控制策略.该算法将阀控环节的位置偏差作为前馈信号引入压力环,并选取具有优化能力的免疫算法(IM),通过引入模糊控制作为算子函数,实时整定PID控制参数,从而提高压力环的动态响应和控制能力.仿真结果表明,前馈信号的引入提高了系统压力环的响应,但导致压力值高于设计值,而免疫算法可有效降低压力值的波动.两者的有效结合,不仅克服了压力环强时变、高非线性等缺点,而且增强了系统的控制能力.     

基于加加速度的地震模拟振动台控制技术（特约稿）

地震模拟振动台试验是工程结构地震反应模拟和抗震性能观测的直接有效的手段,但由于电液伺服地震模拟振动台系统具有复杂的非线性,当伺服阀90°相移频率与系统油柱共振频率比较接近时,伺服阀特性对振动台系统特性有较大影响,严重影响系统的有效频带范围。现有的电液伺服地震模拟振动台系统的有效频带多为0.4～50 Hz,不足以满足大比例缩尺结构抗震试验的需求。为减小现有电液伺服地震模拟振动台系统的伺服阀特性对系统性能的影响和拓宽振动台系统的有效频带,在三参量控制的基础上,将加加速度反馈信号和加加速度前馈信号引入控制环节,形成一种基于加加速度的地震模拟振动台多参量控制算法。对所提出的控制算法的控制效果进行了理论推导和系统仿真分析,揭示了加加速度反馈可降低系统油柱共振频率并减小伺服阀特性对振动台系统性能的影响,而加加速度前馈使得系统的有效频带由三参量控制下的0.35～54 Hz拓宽至0.35～64 Hz,表明所提出的基于加加速度的地震模拟振动台多参量控制算法明显改善了地震模拟振动台的控制性能。     

直动式电液数字伺服阀性能分析研究

介绍了一种直动式电液数字伺服阀的结构原理及其控制方法。该阀的结构较传统的阀更加简单、可靠,且采用连续跟踪控制方法消除了传统的步进式数字阀所固有的量化误差与响应速度之间的矛盾。同时对其动态特性也进行了较为详细的分析。理论分析与实验结果与对照表明该阀具有理想的动态特性。     

模糊PD控制在伺服系统中的应用

为了提高伺服控制系统动态跟随误差的精度,在三环伺服控制系统的基础上提出了一种经典控制和智能控制相结合的方法.利用误差补偿的思想,在位置环上采用按给定输入补偿的复合控制方法进行误差补偿,以提高系统动态跟随精度.采用模糊PD参数自整定控制的思想,在位置环上设计了智能模糊控制器,对前向通道PD调节器的参数进行了优化.仿真结果表明,与PD控制系统相比较,改进系统的动态误差精度得到了提高,明显地增强了系统的动态跟随特性,并使系统具有较强的鲁棒性.     

FESTO TP511试验台的电液伺服阀静态特性测试

电液伺服阀是电液伺服系统中的关键部件,其静动态特性直接影响电液伺服系统的控制精度等指标．利用德国FESTO TP511试验台完成了电液伺服阀的静态特性测试,包括压力-电信号特性、流量．电信号特性、压力-负载流量特性测试．在对测试中的主要传感器进行标定的基础上搭建了静态特性测试的液压回路以及电路,给出了完成测试的步骤和部分测试结果．实验表明,测试方案合理,能够满足常见规格的电液伺服阀静态特性测试．     

Fuzzy iterative learning control of electro-hydraulic servo system for SRM direct-drive volume control hydraulic press

A new kind of volume control hydraulic press that combines the advantages of both hydraulic and SRM (switched reluctance motor) driving technology is developed. Considering that the serious dead zone and time-variant nonlinearity exist in the volume control electro-hydraulic servo system, the ILC (iterative learning control) method is applied to tracking the displacement curve of the hydraulic press slider. In order to improve the convergence speed and precision of ILC, a fuzzy ILC algorithm that utilizes the fuzzy strategy to adaptively adjust the iterative learning gains is put forward. The simulation and experimental researches are carried out to investigate the convergence speed and precision of the fuzzy ILC for hydraulic press slider position tracking. The results show that the fuzzy ILC can raise the iterative learning speed enormously, and realize the tracking control of slider displacement curve with rapid response speed and high control precision. In experiment, the maximum tracking error 0.02 V is achieved through 12 iterations only.