基于改进前馈逆补偿的电液加载试验系统力跟踪控制研究

针对电液加载试验系统力加载跟踪控制问题，分析了电液加载系统的组成及工作原理，建立了系统动力学模型，并对动力学模型的准确性进行了验证。在此基础上，首先使用了速度反馈补偿控制器抑制外部干扰，其次利用递推增广最小二乘法(Recursive Extended Least Square，RELS)及零相差跟踪技术(Zero Phase Error Tracking，ZPET)设计出系统逆模型，进行前馈逆补偿控制，然后考虑速度反馈存在的微分问题，设计了内模控制器，最后利用电液加载试验台进行了力加载控制策略的试验研究。试验结果证明，与传统PI控制器相比，提出的改进前馈逆补偿力加载控制算法可以更有效地抑制系统外部干扰，提高力加载的跟踪精度。     

电液振动台加速度时域波形自适应控制策略

针对电液振动台加速度时域波形复现精度低的问题,提出了一种基于内环前馈逆补偿和外环非线性滤波的在线自适应控制策略.首先,构建了电液振动台伺服驱动机构模型,采用三状态控制策略获得了初步加速度控制性能;其次,基于多新息遗忘梯度算法辨识了三状态控制下系统参数化模型,利用零幅值跟踪技术构建了内环前馈逆补偿策略,拓展了系统频宽,降低了相位滞后误差;然后,引入了外环非线性Volterra自适应滤波算法,抑制了电液振动台模型参数偏差、非线性动态特性和不确定性扰动的影响;最后,在搭建的水平单轴电液振动台上开展了时域波形复现对比实验.结果表明,提出的自适应控制策略与传统策略相比具有更优越的加速度时域波形复现精度.     

基于反馈与前馈的二自由度电液振动台复合控制

为提高电液位置伺服系统控制精度,以电液振动台为控制对象,针对电液伺服系统液压固有频率较低、阻尼比较小等特点,提出一种三状态反馈控制与前馈逆模型控制相结合的二自由度复合控制策略。利用加速度反馈和速度反馈分别提高位置闭环系统的液压动力机构的阻尼比和液压固有频率,以保证系统在稳定条件下拓展系统工作频率范围;前馈逆模型控制能够改善实验系统的动态响应特性,进一步拓展系统频宽,提高电液振动台波形复现精度。实验结果验证了提出的二自由度控制策略的有效性。     

电液伺服闭式泵控系统位置前馈补偿控制研究

以电液伺服闭式泵控系统为研究对象,提高其位置控制精度及响应速度为目标,提出电液伺服闭式泵控系统位置前馈补偿控制算法。首先,对电液伺服闭式泵控系统数学模型进行推导,得出位置控制系统传递函数;其次,推导位置控制前馈补偿控制器,该控制器可依据系统运动轨迹变化实时补偿定量泵转速,实现系统高精度位置输出;最后,在电液伺服闭式泵控实验平台上,对系统的位置控制性能进行试验研究并给出定量分析。实验结果表明：前馈补偿控制器可大幅提高系统位置控制性能。研究成果将为电液伺服闭式泵控系统高精度位置控制奠定基础,对泵控技术的工程推广具有积极的意义。     

高频电液振动台谐振特性研究

传统电液振动台的工作频率受伺服阀频宽的制约难以提高到较高的水平,为了解决这一难题,提出一种由2D激振阀和数字伺服阀联合控制差动式液压缸所构成的新型高频电液振动台,旨在大幅提高电液振动台的振动频率。阐述了高频电液振动台的工作原理并建立其数学模型,利用Simulink构建了系统仿真模型,对高频电液振动台在谐振点工作时的振动波形进行了仿真研究。为了验证理论分析以及高频电液振动台在谐振点时实际输出的振动波形,设计了高频电液振动台并进行了实验研究。实验结果表明:高频电液振动台的振动频率由2D激振阀阀芯的转速决定,当2D激振阀的激振频率与电液振动台的固有频率相等时,振动台输出的幅值会被突然放大(即产生谐振现象),过了谐振点后振动台输出的幅值则会快速下降。     

液压振动台控制策略的研究

结合液压伺服控制理论和液压振动台试验理论,给出杭州亿恒公司为厦门大学土木工程系研制的液压振动台数学模型。针对该振动台提出了三参量伺服控制和闭环迭代控制相结合的控制策略,通过理论分析,三参量伺服控制能够调节液压系统的频宽和阻尼系数;闭环迭代控制能够实现较高地震波波形模拟精度。并通过试验验证了在振动台上使用该控制策略能够获得较好的控制效果。     

电液伺服振动台动态特性试验研究

提供试验研究用的振动台,除了应满足所需要的静态性能参数之外,还应该具有足够的动态特性参数。而初步设计企图一次取得满意的动态特性,往往是困难的。需要对基本构成系统进行分析,并在分析的基础上对系统实施相应的校正补偿,以得到好的动态特性。     

高频电液振动台振动特性实验研究

传统电液振动台由于受伺服阀频响特性的限制,其工作频率难以提高到较高的水平。为此提出一种基于2D激振阀的高频电液振动台,由于2D激振阀是一种特殊结构的转阀,通过提高2D激振阀阀芯的转速可以使电液振动台的工作频率实现大幅提高。分析了高频电液振动台的工作原理,并建立了其数学模型,为了验证理论分析以及高频电液振动台工作时的实际输出振动波形,设计了高频电液振动台并进行了实验研究。实验结果表明：基于2D激振阀的电液振动台能大幅提高振动频率,振动台输出的振动频率达到800Hz,远远高于现有传统电液振动台的振动频率。     

电液振动台正弦运动控制方法

为提高正弦振动模拟试验的控制精度,针对电液振动台受不确定干扰力影响的问题,以单轴电液振动台作为控制对象,使用滑模控制抑制不确定干扰力对正弦振动控制精度的影响,同时加入最小控制综合(Minimal Control Synthesis,MCS)算法补偿系统在考虑伺服阀动态后滑模控制器的不足,结合三状态控制实现加速度控制。通过MATLAB/Simulink建立控制策略仿真模型进行仿真分析。结果表明:该复合控制策略可以有效抑制干扰力影响并且提高正弦振动控制精度。     

电液振动台加速度随机振动控制

随机振动模拟试验通过时域波形再现非平稳的振动环境,广泛应用于各类产品的可靠性检测。电液振动台是大型结构件进行模拟试验的关键设备,在随机振动环境下,传统三状态控制器无法同时消除电液振动台干扰力与模型不确定性的影响,以单轴电液振动台作为控制对象,利用滑模控制策略,抑制电液振动台系统在随机振动环境中不确定干扰力的影响,利用自适应逆控制器补偿模型不确定性问题,实现振动台加速度随机振动控制。通过MATLAB/Simulink对该复合控制策略进行随机振动仿真分析,验证控制策略的有效性。     

线性不确定性电液位置伺服系统的前馈补偿滑模鲁棒跟踪控制研究

针对线性不确定性系统的鲁棒跟踪控制问题,提出了一种前馈补偿滑模鲁棒跟踪控制方法,并证明了采用该方法所构成的闭环系统是李亚普诺夫意义下渐近稳定的,将该控制器设计方法应用于某结构疲劳试验机电液位置伺服控制系统,验证了所设计控制器的有效性。仿真和实时控制结果均证明：对存在不确定性的结构疲劳试验机电液位置伺服系统,应用该研究所提出的具有前馈补偿的滑模鲁棒跟踪控制器,能较有效地削弱常规VSC所固有的抖振现象,在不同的负载条件下跟踪不同频率的正弦信号均能获得良好的跟踪精度,控制器对系统的不确定性呈现较强的鲁棒性。     

电液伺服振动台静态设计

一、概述 地震理论和抗震技术的研究在我国十分活跃。同济大学抗震理论研究所,为了进行高层建筑、桥梁、地基基础,地下建筑等的抗震模拟试验,提出研制模拟地震振动台,并委托本校液压与控制教研室负责设计、分析、调试。通过两年的努力,已由上海飞机     

离心机振动台设计与控制策略研究

离心机振动台工作在土工离心机高速旋转产生的模拟超重力场中，相比于常重力振动台其电液伺服系统频率响应要求更高。针对高频下振动台电液伺服系统高频波形复现精度低的问题，设计了关键控制技术预研试验台，建立了系统的精确传递函数模型并进行了仿真分析，提出了多状态反馈和频域前馈相结合的控制策略。搭建了离心机振动台试验台及其电液伺服控制系统，利用试验台验证了控制策略的正确性。     

X-Y精密定位平台的敏感函数逆前馈补偿控制

针对音圈电机驱动的X-Y定位平台中稳态误差导致的系统定位精度较低的问题,提出了基于敏感函数逆的前馈补偿控制方法。首先,采用频域辨识方法建立了系统模型,基于终值定理推导出系统扰动和稳态误差的关系,并由此设计了敏感函数的逆模型来补偿扰动对稳态误差的影响,从而提高系统精密定位性能。最后,在搭建的音圈电机驱动X-Y定位平台上进行了不同运动行程的实验研究。实验结果表明:在行程为10μm,最大加速度为6mm/s2的微定位运动条件下,补偿后的定位误差可由2μm降低到0.2μm;在行程为10mm,最大加速度为6m/s2的宏定位运动条件下,定位误差可由2μm降低到0.4μm。实验结果验证了本方法的有效性,为后续高精密伺服系统的研制提供了重要参考和设计依据。     

遗传算法优化前馈PID控制电液系统研究

电液比例系统由于维护成本低、维护难度小、环境适应性强等优点,被广泛应用于远程控制和恶劣的工作环境.针对比例阀具有低带宽、大死区和流量非线性以及高非线性摩擦等特性,降低了系统的控制性能.为达到伺服系统控制性能,设计了一种前馈控制来补偿系统的非线性,利用PID位置反馈补偿系统未建模的影响,并采用实数编码遗传算法对控制器参数...     

电液振动台的模糊PID控制的研究

该文首先介绍了电液振动台的工作原理,然后从控制系统的数学模型入手,针对振动台电液伺服系统为非线性、时变的特点,用模糊控制算法抑制各种非线性因素对被控对象的影响,并分别用PID控制器、模糊控制器对电液振动台性能进行控制,利用Matlab/Simulink仿真工具对控制系统的控制效果进行仿真,比较出常规PID控制和模糊PID控制的特点.     

电液伺服振动台加速度谐波抑制

由于电液伺服振动台中存在着伺服阀死区、连接铰间隙和摩擦力以及液压缸摩擦力等非线性因素,导致振动台在正弦信号激励下,其加速度响应信号中存在高次谐波失真现象。在对死区、间隙、摩擦补偿相关文献的研究基础上,针对加速度信号中的高次谐波,提出了基于自适应陷波器技术的自适应谐波抑制策略。其参考信号频率为要抑制的谐波频率,利用最小均方自适应滤波算法,根据输入加速度信号与反馈加速度信号间的误差信号,实时在线调整自适应滤波器的权值。参考信号经过自适应滤波器的加权作用,得到自适应滤波器的输出,它是一个谐波复制信号,并与输入加速度信号相加,以抑制输出加速度信号中的谐波,进而使总谐波失真度大大降低。     

MZT—3电液伺服振动台

一、概述振动理论和耐震技术的研究在各个工程技术领域已普遍展开。为了适应试验技术的需要,同济大学设计并由上海飞机制造厂加工组装出电液伺服式振动台。它能提供工程结构物抗震试验研究,也能用于机械电子部件耐振、工程车辆动特性等的试验研究。定名为MZT-3模似地震振动台的主要性能参数如下: 激振方式:电液伺服控制式振动方向:水平单向台面尺寸:2 m×1 m 平台重量:7000N 最大载重:14000N 额定激振力:30000N 额定加速度:1.4g 额定速度:60cm/s 最大振幅:±7.5cm 输入波形:正弦波随机波频率范围:满载时0.1～21Hz 振动台总体结构布置如图1所示。包括激