基于开环补偿与鲁棒控制的电液位置伺服加载系统研究

电液伺服加载系统往往存在大范围负载扰动和非线性干扰问题,采用传统PID控制策略一般难以解决,针对这一问题,为有效提高位置伺服的动态品质和稳态精度,提出了一种基于开环补偿与鲁棒控制的电液位置伺服加载系统.首先,介绍了一种电液伺服加载试验台系统的结构组成和数学模型;然后,阐述了扰动抑制的非线性开环补偿方法,分析了基于期望轨...     

基于先进补偿控制的起落架支柱加载系统设计

介绍了起落架支柱加载系统的工作原理,描述了电液伺服加载系统工作特点,对加载过程中产生的多余力进行了分析与分类。针对多种形态的多余力,提出了复合补偿控制方法,即速度补偿控制和端端补偿控制,并将补偿控制方法应用于加载控制系统控制律中,对采用复合补偿控制方法的前后进行了试验数据对比。试验结果表明,采用复合补偿控制方法能明显消减起落架收放过程中（特别是起动和到位时）产生的多余力,大幅提高了对气动力载荷的跟踪精度,取得了良好的工程应用效果,具有很好的推广应用价值。     

电液伺服静动复合加载系统设计及控制优化

针对电液伺服静动复合加载机构静载和动载独立加载的特点,简化电液伺服静动复合加载系统为一输入一输出的五阶系统,建立了系统的数学模型。基于经典控制理论确定系统参数,并采用线性二次型最优控制理论以输出值精确跟综理想输入信号为性能指标,对系统的控制方法进行优化,获得最优状态调节器和前馈控制器。通过MATLAB/SIMULINK仿真及试验分别对最优控制理论应用前后系统的闭环频率特性及对正弦波和矩形波的跟踪能力进行对比分析,结果表明,应用最优控制理论的系统频宽更高,对动态信号的跟踪能力更好,控制精度提高明显。     

基于电液比例伺服复合加载及迭代学习控制的合成绝缘子疲劳试验方法

为模拟合成绝缘子的微风振动状态,实现其疲劳试验过程,研究电液比例伺服复合加载技术。针对合成绝缘子的实际负载工况,设计出一种复合式电液伺服加载系统,包括静态比例加载和动态伺服加载两部分,分析系统工作原理,建立伺服加载的数学模型,设计出基于PD型迭代学习的加载控制方法,实现动态加载力的精确控制,并采用AMESim和Matlab进行联合数字仿真。仿真和实际试验结果均验证了所加载方法和控制方法是正确可行的,能够取得高精度的控制效果。根据所提的加载方法和控制方法,已研制出相应的合成绝缘子电液加载系统,其静态加载力可达150 kN,动态加载力幅值可达20 kN,加载精度达到了0.5 kN,加载频率最高可达100 Hz,连续振动次数达到3千万次     

重载足式机器人单关节驱动系统H_∞控制器的设计

针对某节能型重载足式机器人单关节电液伺服驱动系统动态跟踪问题,对重载足式机器人节能型单关节电液伺服驱动系统特性、H_∞控制等方面进行了研究,建立了系统数学模型,提出了采用扩展H_∞混合灵敏度控制,引入了转换环节,将实际对象虚轴极点转换到传递函数或控制器中,解决了因单关节电液伺服驱动系统传递函数分母存在积分环节引起的奇异H_∞问题。通过采用扩展H_∞混合灵敏度三块加权函数法求解H_∞控制器,选择适当的加权函数,基于Matlab/Robust工具箱,设计了扩展H_∞混合灵敏度控制器,基于Matlab/Simulink平台搭建了系统仿真模型,对扩展H_∞控制的单关节电液伺服驱动系统动态跟踪特性及其系统稳定性进行了评价。仿真实验结果表明,H_∞控制系统满足鲁棒性及鲁棒性能要求,控制系统动态响应满足2 Hz正弦信号双十指标要求。     

起落架电液伺服加载控制系统设计与研究

本文介绍起落架电液伺服加载系统的结构,建立数学模型,分析了多余力产生的机理,并采用结构不变性原理设计控制器来进行消扰.仿真实验结果表明,系统能有效的克服加载过程中的多余力,达到良好的加载效果.     

起落架气动负载模拟系统力矩控制

某型飞机前起落架气动负载模拟采用电液伺服系统 ,针对其本质非线性系统的特点采用反馈线性化将其变为可控的线性系统 ,并导出其最优控制律。文中建立了气动负载模拟系统的数学模型 ,给出了线性化及控制律的求解过程。仿真和实验结果表明 ,对于该系统采用非线性控制方法 ,系统能保证力矩跟踪性能并有效抑制前起操纵引起的多余力矩。     

电液伺服加载系统多余力分析

液压缸位置控制广泛应用于各类液压控制系统中,常采用电液伺服加载系统模拟其运动过程中的真实负载。该文首先建立电液比例位置控制和电液伺服加载系统的数学模型;然后对加载过程中产生的多余力进行分析,找出影响多余力的相关因素;最后采用"PID+速度前馈补偿"来改善加载系统的综合性能。     

电液伺服舵机加载系统设计与研究

分析了电液伺服舵机加载系统中多余力控制、电液伺服阀的工作原理、控制系统设计等多项舵机加载系统中的关键技术,并在此基础上阐述了电液伺服舵机加载系统的组成部分和设计过程。     

直升机旋翼协调加载自适应最优解耦控制

研究了直升机旋翼协调加载系统的自适应最优解耦控制问题。将最优控制理论与高斯基函数小脑模型神经网络相结合，提出了电液伺服加载的自适应最优控制策略,该控制策略能够确保闭环系统具有渐近稳定性。分析了旋翼协调加载系统的组成结构，建立了旋翼机构耦合关系的数学模型。在此基础上，提出了自适应最优解耦控制策略，有效消除了助力器与加载通道以及加载通道相互之间的耦合作用，提高了加载指令的跟踪精度。仿真结果表明，该协调加载解耦控制策略是有效的，具有较高的载荷谱跟踪精度。     

带钢卷取机电液伺服跑偏控制系统特性分析

该文在分析了电液伺服系统数学模型的基础上,对液压元件进行了静、动态计算及分析,并用MATLAB中的动态仿真工具SIMULINK构造了电液伺服控制系统仿真模型并对其进行仿真,从而得到更为优良的设计参数,使系统更加完善。     

PRACTICAL FRICTION MODELS AND FRICTION COMPENSATION IN HIGH-PRECISION ELECTRO-HYDRAULIC SERVO FORCE CONTROL SYSTEMS

Nonlinear friction is the main factor in the electro-hydraulic servo force control system. It causes steady-state and tracking errors that are difficult to eliminate during static and dynamic loading. In recent years, many studies have been done to reduce or eliminate the influence of the friction in the control system. This article discusses an electro-hydraulic servo force control system to complete simulation experiments in the laboratory. According to friction theory, the effect of friction near the zero-velocity point that appeared twice within a cycle during the test would be very obvious, which distorts the waveform and decreases the control accuracy. Due to the special purpose of the electro-hydraulic servo force control system, a practical friction compensation method has been introduced in this article. The friction static friction model, dynamic friction model, and identification methods are discussed in detail. The experimental results show that this practical friction compensation method can significantly reduce the influence of the nonlinear friction and improve control accuracy in the high-precision electro-hydraulic servo force control system.     

电液伺服系统的非线性控制

针对电液伺服系统非线性、参数时变的特点,为提高系统的性能,首先讨论了系统的非线性数学模型,利用逆系统解耦控制方法,将非线性系统转化成伪线性系统,进行线性控制;在此基础上,提出了一种模糊PID自适应非线性控制设计方案,与逆系统控制方法进行了仿真比较;结果表明,采用模糊PID控制,在系统参数变化、外界扰动的影响下,具有较好的自适应性和动态鲁棒性能。     

电液位置伺服系统模型辨识与非线性控制

针对电液伺服系统非线性、参数时变的特点,为提高系统的性能,首先介绍了电液位置伺服控制系统的组成与工作原理,讨论了系统的非线性数学模型,利用实时工作间(RTW)的半实物仿真环境和MATLAB系统辨识工具箱,对电液位置伺服系统进行了系统模型辨识及验证。在此基础上,以辨识得到的模型为控制对象提出了一种Bang-Bang与模糊PID非线性控制方案,与传统PID以及模糊PID控制方法进行了仿真比较。结果表明,采用Bang-Bang与模糊PID复合控制,在系统参数变化、外界扰动的影响下,系统的快速性提高,稳态误差得到消除,具有较好的动态鲁棒性能。     

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。     

双阀并联电液伺服力控系统的迭代学习控制

针对大部分舵机电液伺服力控系统存在多余力的问题,提出采用双电液伺服阀并联控制,即高响应大流量伺服阀和p-qv伺服阀并联的控制方法.考虑系统的非线性和时变特性,采用了模糊控制与迭代学习控制相结合的控制方法,即一个控制器采用模糊学习控制,另一个采用迭代PI控制.理论分析及仿真结果表明,双阀并联控制方案在舵机启动和停车过程中可以更好地抑制多余力,同时改善了系统的加载性能、非线性和时变特性的影响.     

被动式电液伺服加载系统复合控制方法研究

研究了基于新型补偿结构和非线性PID控制器的被动式电液伺服加载复合控制方法.提出了将加载马达输出轴角位移作为输入信号的多余力矩前馈补偿方案,在有效抑制多余力矩的同时降低了系统阶次.研究了一种带调节因子的非线性PID控制器,克服了常规PID控制器难以解决的快速性与稳定性之间的矛盾.仿真与试验结果证明,该复合控制策略具有较高的载荷谱跟踪精度.     

基于滑模控制的高速大惯性电液位置伺服系统研究

针对一个具有高速、控制精度要求高的大惯性电液位置伺服系统,通过理论分析和实验测试,确定了系统的主要特征参数,并建立了与实际系统相吻合的数学模型。根据系统自身的特性和控制指标的要求,采用了基于指数趋近律的滑模控制策略。在仿真实验验证控制方法有效性的基础上,将其应用到了实际系统。系统的测试结果表明,被控对象具有平稳的动态过程和理想的位置控制精度,性能达到了使用要求。