基于连续滑模控制的电液伺服系统轨迹追踪控制

为改善电液伺服系统的轨迹追踪精度,设计一种连续滑模控制器,用于对电液伺服系统进行轨迹追踪控制。在电液伺服系统的建模过程中,以控制阀阀芯位移为依据,得到了电磁线圈上的电压及电流方程。在液压流体的作用下,建立气缸内液压流体的流量方程。根据系统的轨迹误差,构造滑动面模型。在开环传递函数状态空间模型的基础上,建立控制律的连续方程,进而得出连续滑模控制器,以克服电液伺服系统的不确定性和扰动性,控制其对标定轨迹进行精确追踪。与干扰观测器对标定轨迹的追踪结果相比,该方法在追踪弧形及方波标定轨迹时,追踪精度分别提高了31.23%和39.98%。该方法能有效改善电液伺服系统的轨迹追踪精度。     

一种电液伺服系统位置控制的模糊迭代控制策略

控制电液伺服系统对期望位置进行准确的追踪,有利于提高工作安全性和工作效率。对此,提出了采用模糊迭代控制策略的电液伺服系统位置控制方法。通过分析电液伺服系统位置控制模型,得出液压伺服阀的动力学方程,计算液压缸中不同腔室内的压差值,求得活塞的动力学模型,获取液压缸对负载施加压力的动力学模型。利用T-S模型,采用If-Then规则,在模糊集合的基础上求得控制量方程。以位置误差为依据,构造参数因子的迭代控制率,以完成模糊迭代控制策略的设计。采用所提模糊迭代控制策略和干扰观测控制策略对阶跃和三角形期望位置进行追踪测试。测试结果显示:在对阶跃和三角形期望位置进行追踪时,所提方法比干扰观测控制策略在x方向上的最大追踪超调值分别减小了35.06%和39.45%,在y方向上的最大追踪超调值分别减小了32.55%和11.68%。所提方法具备较好的位置控制性能,可准确地追踪期望位置。     

基于分数阶控制器的电液伺服系统位置控制的研究

为了适应电液伺服系统的非线性特征,提高它对期望位置跟踪的准确性,提出基于分数阶控制器的电液伺服系统位置控制方法。在对电液伺服系统进行建模的基础上,分析其工作过程,并得出伺服阀内流量的连续方程以及活塞的运动方程,建立了电液伺服系统中伺服阀的一阶模型。通过分析PID控制器,构建了鲁棒性能较好的分数阶控制器,加入了调节参数,以更好地调节控制系统的动态特性。采用遗传算法对分数阶控制器的相关参数进行调整,使其能够更好地适应电液伺服系统的非线性特征,从而控制电液伺服系统准确地对期望位置进行跟踪。实验中利用设计的分数阶控制器对阶跃以及正弦期望位置轨迹进行跟踪,以测试其控制性能。从测试结果可见:相对于粒子群控制器,采用分数阶控制器跟踪阶跃和正弦期望位置轨迹时,产生的最大超调率分别减少了7.56%和8.75%,说明设计的分数阶控制器能够较好地控制电液伺服系统对期望位置轨迹进行跟踪。     

一种节能非线性电液伺服系统双层模糊控制方法研究

为了降低电液伺服阀控制系统能量损失,设计了双层模糊控制器,并对电液伺服系统能量进行仿真验证。分析了电液伺服阀模型简图,建立了电液伺服阀动力学模型,推导出比例溢流阀的开启压力与泵压的关系方程式。设计变论域双层模糊控制方法,分别对电液伺服系统负载反馈和输出误差反馈进行在线调节,通过MATLAB软件对控制系统节能效果进行仿真验证,并且与传统PID控制方法进行对比和分析。结果表明:采用传统PID控制方法的电液伺服系统输出误差较大、能量损失较多;采用双层模糊控制方法的电液伺服系统输出误差较小、能量损失较少。采用双层模糊控制方法,能够提高非线性电液伺服系统输出精度,从而有效减小了控制系统的能量损失。     

基于李雅普诺夫理论的电液伺服系统非线性位置控制研究

电液伺服系统存在高度非线性及参数时变等问题,同时由于其多学科性质导致精确模型的建立比较困难。针对电液伺服系统非线性位置控制问题,采用基于非线性系统的李雅普诺夫理论的控制器实现电液伺服系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造了伺服阀以及液压执行器的动力学方程,建立电液伺服系统简化数学模型。基于非线性系统的李雅普诺夫理论,利用积分反演法设计了电液伺服系统控制器。采用MATLAB软件对电液伺服系统进行仿真,并与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示:采用所设计的控制器,电液伺服系统对阶跃和正弦信号的跟踪性能较优,所需控制电压减少50%左右,跟踪误差也大大减少。     

基于变频调节的泵阀联合系统节能性控制研究

为了电液伺服系统解决泵控高效节能性与阀控快速响应性及控制精度高不兼容的特性,搭建基于变频调速的泵阀联合系统。首先对泵阀联合控制系统做模型分析,为了改善系统的节能性,建立基于变频调速的泵控回路。同时运用模糊PID控制算法设计压力控制器,实时监控泵口压力,平稳快速的调节电机转速。为了提高液压缸位置精度,阀控回路设计前馈补偿PID控制,对液压缸位移实时追踪。通过AMEsim与Simulink的联合仿真,表明泵阀联合控制系统相比传统的电液比例伺服系统响应速度更快,控制精度更高,节能性明显得到提升。     

乳化液泵站压力控制系统设计与仿真

乳化液泵站作为煤矿综采面液压支架和液压支柱的动力源,为液压系统提供高压、大流量的工作介质。基于电液比例溢流阀设计了乳化液泵站的压力控制系统。系统采用电液比例溢流阀,并在PLC控制中使用PID控制器执行逻辑操作,控制溢流阀的压力卸载。对控制系统进行了整体设计,建立基于电液比例压力控制的系统数学模型,并通过仿真软件对控制结果进行仿真分析。     

基于简化模型的阀控液压缸活塞运动速度控制方法的研究

对阀控液压缸活塞运动速度的有效控制,有利于提高液压伺服系统的工作精度.设计一种与非线性摩擦力相关的简化模型,用以对液压缸活塞运动速度进行控制.分析比例方向阀控制的液压缸的结构,建立比例方向阀的闭环传输函数.通过液压缸两个腔室的压差,计算比例方向阀中液压介质的体积流量方程,并在此基础上求取液压缸压力值的连续方程,进而得到...     

电液位置伺服系统的模糊预测函数控制

针对电液位置伺服系统的非线性、参数时变性等突出问题,提出了一种新型模糊预测函数控制方法.它将预测函数控制和具有参数自调整的模糊控制进行综合来共同控制电液位置伺服系统,并且根据控制系统的位置偏差和偏差变化率,利用放大倍数对模糊控制器的参数进行在线修改.仿真结果表明,采用该控制方法设计的控制器满足系统对快速性和稳态精度的要求,系统具有较强的鲁棒性和抗干扰性,能够实现复杂系统的有效控制.     

交叉耦合控制的平移并联机器人位置控制研究

为了改善平移并联机器人对期望位置跟踪的准确性,提出基于交叉耦合控制的集成电液伺服驱动平移并联机器人位置控制。通过对三自由度集成电液伺服驱动平移并联机器人结构和控制方法进行分析,以机器人的末端执行器为基础,定义位置及角度坐标系,在此坐标系上计算并联机器人的逆向和正向运动学解;通过液压轴的伸长长度,求取液压轴的速度和加速度,进而得出集成电液伺服驱动器的动力学模型。以集成电液伺服驱动器的位置误差为基础,求取三自由度下集成电液伺服驱动器的同步误差,利用该同步误差,构造交叉耦合误差模型,进而求取广义误差模型,建立交叉耦合控制器,以实现对机器人的位置进行控制。实验结果显示:与粒子群方法相比,所提方法对正弦及不规则期望位置的跟踪准确度较高,跟踪准确度分别提高了40%和42.15%。可见,所提方法能够对集成电液伺服驱动的平移并联机器人进行准确的位置控制。     

基于二次调节技术的液压绞车系统分析及性能研究

建立了由限压式变量泵供油、蓄能器储能、电液比例伺服阀控变量液压马达的液压绞车容积调速系统。利用AMESim软件,建立了液压绞车比例伺服控制系统仿真模型,利用该模型对系统的性能进行仿真研究。结果表明:该调速系统具有很好的速度跟踪特性、较高的速度控制精度以及较好的系统工作稳定性,同时具有显著的节能效果。     

电液伺服阀静态性能测试系统的可视化设计

由于电液伺服阀具有抗污染能力差、易出现故障且不易判断、需要频繁检修的问题,为方便其性能测试,设计一种电液伺服阀静态性能测试试验台。该试验台通过比例溢流阀进行液压油源压力调节控制,测控系统采用精密压力传感器和流量传感器采集信号,将工控机与可编程控制器相结合进行信号传递,并基于组态王开发测试软件,使测试系统具有开发周期短、人机交互性能好、实用性强等优点。通过实际的电液伺服阀性能测试试验,验证了测试系统的可行性和合理性。     

高精度电液比例阀控缸位置伺服系统控制器的设计

设计了一种由反馈控制器和前馈控制器组成的适用于电液比例阀控缸液压位置伺服系统的控制器，前馈控制器根据动力机构的传递函数来设计，反馈控制采用了一种新型的模糊-PID控制器。试验结果显示，采用该控制器的电液比例阀控缸系统获得了较高的位移跟随精度，从而证明了本文所设计的控制器是有效的。     

M4系列电液比例多路阀特性研究

根据M4系列电液比例多路阀工作机制,建立了其先导阀电液比例减压阀数学模型,在Simulink平台下进行了仿真,M4多路阀的先导比例减压阀具有较好的阶跃响应特性。利用功率键合图法对M4电液比例多路阀工作系统进行了建模,分析了工作回路动态特性,分析结果显示:M4多路阀工作系统具有较好的平稳性和良好的动态响应。研究结果为在工作系统中比例多路阀的选择使用提供了依据。     

基于改进遗传算法优化的双步进电机伺服阀控制研究

针对当前电液伺服阀控制系统响应速度慢、输出误差较大的问题,采用改进遗传算法优化控制系统,并对控制效果进行仿真验证。设计了新型电液伺服阀结构,建立了电液伺服系统动力学模型,推导了液压缸流量运动方程式。采用改进遗传算法优化RBF神经网络结构,通过MATLAB软件对双步进电机伺服阀改进的控制系统进行仿真验证,并且与传统PID控制效果进行对比。结果显示:在无干扰环境中,采用传统PID控制和改进RBF神经网络控制方法都能较好地提高活塞杆运动位移输出精度;在有干扰环境中,采用传统PID控制方法,活塞杆运动位移输出的误差较大,而采用改进RBF神经网络控制方法,活塞杆运动位移输出的误差较小。采用改进RBF神经网络控制方法,能够抑制外界的干扰,从而提高双步电机伺服阀控制系统的响应速度和输出精度。     

数液比例控制系统仿真研究

采用了数字高速开关阀为先导阀构建了数液比例多路换向阀，实现对装载机工作装置的数字化电液比例控制。建立了数液比例控制系统的数学模型及控制规律，采用Matlab仿真软件中的Simulink对高速开关阀进行动态特性仿真，仿真表明，通过改变PWM信号的低电平占空比可以控制多路阀的流量，从而达到控制工作部件的运动速度的目的。