电液控制系统基于LQR的最优控制研究

电液控制系统作为一种精密、有效的控制方式,广泛应用于现代工业中.现代电液控制技术的发展与控制策略的最新发展密切相关,由于电液控制系统往往是复杂的非线性系统,为了获得高精度、高响应,高可靠性以及好的鲁棒性,必须有与之相适应的控制策略.该文将现代控制理论中的线性二次型最优控制理论应用于电液控制系统,并基于液压挖掘机工作手臂的动臂电液控制系统建立数学模型,利用MATLAB控制系统工具箱,设计了LQR最优控制器,基于仿真研究,探讨LQR最优控制器中的加权矩阵Q、R的选取以及其变化对系统动态特性的影响.     

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。     

一种双液压缸电液比例位置同步控制方法

双液压缸电液比例位置呈现静态与动态复杂变化，总扰动大，导致同步控制精度低。提出了一种针对双液压缸的电液比例位置同步控制方法。首先，构建双液压缸电液比例控制系统的数学模型；其次，根据系统数学模型推导动力学方程，在此基础上分析双液压缸电液比例控制系统的静态特性和动态特性；提出“同等+主从”控制策略，建立线性自抗扰同步控制器，估计并补偿双液压系统在运行过程中产生的总扰动，同时建立死区补偿器，以减小位置同步控制过程中的稳态误差，实现双液压缸电液比例位置的同步控制。实验结果表明，所提方法在x方向和y方向中，跟踪误差均控制在±1 mm以内，且超调量较小；最低可在0.51 s内达到阶跃期望位置，表现出了良好的效率和精度，具有一定应用价值。     

直接驱动式电液压力伺服阀的特性研究

直接驱动式电液压力伺服阀具有体积小,重量轻,抗污染能力强,性能好等优点,通常用于飞机刹车系统,且广泛应用于航空航天领域.本文主要研究了直接驱动式电液压力伺服阀的静动态特性,建立了直接驱动式电液压力伺服阀控制系统的数学模型和仿真框图,并进行了相关的试验研究和结果分析.     

放射源处置机器人电液行走控制系统仿真与实验

针对放射源处置机器人工作环境的特殊需求及驱动电机功率限制,设计了一种相互独立的双通道电液比例阀控马达行走控制系统,建立了电液比例行走控制系统数学模型。为实现机器人行走控制系统快速、稳定、准确的速度控制,提出一种双通道模糊PID控制策略。对所设计的电液比例速度控制系统进行仿真与实验,结果表明电液控制系统及控制策略满足系统性能需求。     

基于MATLAB的电液式CVT速比最优控制系统分析与设计

分析了对普通电液式无级变速器的速比控制系统,发现其有结构复杂和可靠性低等缺点,提出了CVT速比最优控制系统的设计方案。传统比例阀被PWM高速开关数字阀所取代,建立起PWM阀数学模型及阀控缸数学模型,使得控制系统简化;并用离散系统二次型最优控制理论优化控制参数,设计出最优控制器。运用MATLAB对CVT速比控制系统进行了起步、加速、减速典型工况的模拟试验。结果显示,电液式CVT速比最优控制系统具有较好的稳态与动态特性,确保了实际速比对目标速比的有效跟踪。     

卷取机EPC电液控制系统的动态特性分析

基于电液伺服系统控制理论,得到了卷取机边缘位置电液控制系统的动态数学模型;同时根据现场的测试情况,对该数学模型进行了验证和分析,结果表明该数学模型是可以满足实际需要的,为研究该系统的动态特性提供了理论依据。     

电液伺服比例阀控缸位置控制系统AMESim／Matlab联合仿真研究

以电液伺服比例阀控缸位置控制系统为研究对象,通过对电液伺服比例阀控液压缸系统的详细分析,建立了液压系统的动态数学模型.利用Matlab软件中的动态仿真工具Simulink,构造了电液伺服控制系统仿真模型,对其仿真.并利用AMESim和Matlab/Simulink的各自优势建立了联合仿真模型,进行了仿真分析,取得了良好的效果,并详细进行了性能分析与研究.同时分析了影响液压系统动态特性的主要因素.     

直驱式电液控制系统的多目标优化设计

针对直驱式电液作动控制系统需具备良好的静态、动态特性,根据系统的工作原理确定其数学模型,并对其进行定性的分析。结果表明直驱式电液作动控制系统的性能目标相互耦合,因此,在系统结构设计时需要综合考虑。提出基于Pareto多目标的优化算法,对该控制系统的多个性能指标进行多目标优化设计,所得结果可为设计该系统提供参考。     

基于LQR的电液比例溢流加载系统PID控制器设计

针对电液比例溢流加载系统,建立电液比例溢流加载系统的数学模型。发现文献介绍的输出反馈PID控制系统的控制效果不理想,主要原因是系统的高阶次和多变量。采用基于状态空间设计法的LQR最优调节器,较好地兼顾了系统的鲁棒稳定性和快速性,最后利用MATLAB软件分析传统PID控制和优化后系统的动态特性,并且证明了该方法的可行性。     

基于功率键合图和Simulink的电液比例阀控液压系统的建模与仿真

预应力张拉液压系统采用的是电液比例阀反馈闭环控制系统,该系统的核心元件就是电液比例溢流阀,将电液比例溢流阀和液压缸负载组成流量-压力控制系统,阀控系统动态特性的好坏对预应力电液比例压力控制系统具有重要的影响。对阀控系统建立了简化的数学模型,并且利用MATLAB/Simulink软件对阀控液压缸系统进行建模仿真,分析系统的动态特性,以便对系统进一步优化分析,仿真分析结果表明,电液比例阀控液压系统能够为系统提供恒定的压力输出。     

桥梁检测综合作业车工作装置控制策略研究

以桥梁检测综合作业车工作装置液压缸为研究对象,在建立液压缸位置控制系统模型基础上,采用Matlab7．1进行了仿真和动态分析,研究了电液位置控制比例系统的动态特性。在分析传统PID及模糊控制器优缺点的基础上提出了PI＋模糊规则自校正的控制策略,仿真结果表明采用这种控制方法,电液位置控制比例系统的动态特性能满足性能要求。     

电液比例位置控制系统的仿真分析

以采煤机滚筒调高液压系统为对象,建立电液比例位置控制系统的数学模型,并通过Simulink仿真软件对PID控制器校正前、后系统的性能进行分析,结果表明校正后的系统响应速度和稳态精度得到了很大改善,在绝大部分场合可以用电液比例控制系统代替电液伺服控制系统。     

基于动态面控制的伺服泵控缸速度控制研究

以伺服泵控缸电液控制系统为研究对象,针对其速度控制问题,建立伺服泵-对称缸调速系统数学模型。考虑系统负载扰动的随机不可控性,提出了一种基于动态面控制的泵控缸速度控制方法,并对其控制律进行推导分析,采用动态面控制原理对系统输出速度进行闭环控制。依托泵控缸实验平台对所提出的控制方法进行仿真与实验研究。仿真和实验结果表明所提出控制方法有效地提高了系统的鲁棒性和稳定性,可实现泵控缸系统速度的高精度控制。     

绞车电液伺服速度控制系统的研究

以液压绞车为例,介绍了电液伺服速度控制系统的组成。通过建立控制系统的数学模型,分析了电液伺服速度控制系统各部件结构参数对动态特性的影响,提出了改善电液伺服速度控制系统动态品质办法,通过在Matlabsimulink模型中加入PI控制器对系统进行仿真,获得了控制系统的稳定性和动态特性。     

防爆液压绞车电液控制系统建模与仿真研究

为了提高防爆液压绞车的调速精度和自动化程度,改善系统平稳性、响应特性和安全性,设计了防爆液压绞车电液控制系统,实现了液压绞车的速度闭环控制。建立了电液控制系统的数学模型,利用MATLAB Simulink仿真验证了数学模型的正确性。对电液系统进行了PI校正,提高了系统的动态特性,对系统进行了仿真分析。仿真结果符合预期,为后续防爆液压绞车的研究工作提供了可靠的理论基础。     

大型钢厂钢渣运输专用设备SPC90的研制开发

SPC90抱罐车的最大额定载重为90t,是钢渣处理生产线上的关键设备,抱罐车的驱动、转向、制动和工作装置等操作均采用电液比例控制,驱动采用液力传动,通过动力换档电液控制系统和三相变矩器的结合,解决了抱罐车行走过程中负载变化频繁和发动机匹配等问题;转向系统为电液动力转向,制动系统采用基于湿式盘式制动,工作装置采用闭芯式负荷传感电液控制系统,开发了基于CAN总线的电气控制系统,抱罐车还具有遥控、防撞和故障诊断等智能化系统。     

电液式无级变速器速比最优控制系统设计

针对传统电液式CVT速比控制系统存在的结构复杂、可靠性低等缺点,设计了CVT速比最优控制系统。采用PWM高速开关数字阀代替传统比例阀,建立了考虑电磁特性的PWM开关阀数学模型。简化CVT速比液压系统,建立了PWM阀控缸数学模型。应用离散系统二次型最优控制理论优化控制参数,设计了最优控制器。在Matlab环境下进行了起步加速、减速工况的CVT速比控制仿真试验。试验结果表明,所设计的CVT速比最优控制系统的稳态特性和动态特性良好,能够保证实际速比对目标速比的有效跟踪。     

大型开沟铺管机自动控制系统的研制

为了解决1KPZ-250型开沟铺管机自动控制系统中的关键问题,在分析其工作原理和基本结构的基础上,将液压驱动技术、电液调控技术、传感器技术、GPS技术、人机环境工程模块化技术等应用到机器中,提出了车体姿态、自动行走和开沟深度的自动控制方法,并总体设计了开沟铺管机的车体自动调平控制系统、自动导航控制系统和激光高程控制系统。研究结果表明,该系统的动态品质较好,当车体倾斜时能自动将其调节到水平位置;机器能够按照预定的路径实现自动导航,偏航误差控制在±10 cm以内;开沟铺管的高程误差可控制在±20 mm以内,能够满足控制系统的要求。     

汽车自动变速箱过滤系统设计方法与试验研究

液压控制系统是电液控制自动变速箱的核心,而油液过滤系统正常工作是自动变速箱电液系统能够正常工作的基本保证。以某款自动变速箱为例,对比了不同油液环境下的自动变速箱电磁阀控制曲线,说明了油液污染带来的危害;分析了自动变速箱不同类型的过滤系统,阐明了过滤系统的设计过程及应重点注意事项,同时结合过滤试验方法和试验结果,说明了自动变速箱过滤系统的开发和试验过程。同时,针对自动变速箱的零件清洁度控制提出有效的辅助控制手段。