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.     

电液比例位置控制系统Fuzzy-PID控制的应用

针对电液比例阀控缸位置控制系统实时性能差和具有严重时变性的特点,设计了一种新型PID控制算法,并将该算法与模糊控制相结合构成Fuzzy-PID控制,对其在电液比例位置控制系统上的应用进行研究。通过实验比较不同工况下该系统Fuzzy-PID控制和常规PID控制对正弦信号的跟踪效果。结果表明:Fuzzy-PID控制比常规PID控制具有更好的精度和稳定性。     

电液比例阀控缸位置控制系统的建模与仿真研究

通过对电液比例阀控缸液压位置伺服系统详细分析,推导出对称比例阀控不对称缸位置伺服系统的数学模型并进行线性化处理.采用比例控制方法,通过系统仿真得到了模型在低频工作频段内的动态响应.结果表明,系统在低频工作频段内的动态响应比较理想,为系统的进一步实验研究提供了理论依据和准备,提高了在设计和分析系统时的效率.     

基于xPC技术的液压伺服系统模型辨识研究

利用xPC技术建立了阀控缸实时电液伺服控制系统。为了获得系统准确的数学模型,文章借助于xPC实时系统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实验研究。通过改变工况以及设计控制器进行辨识模型的数字仿真和半物理仿真,验证了该辨识模型的准确性。该研究对电液伺服系统建模及控制系统设计具有参考价值。     

电动装载机双阀芯电液负载敏感系统特性研究

针对装载机传统定量液压系统节流溢流损耗严重、系统流量易受负载扰动和动臂铲斗不能复合动作等问题，提出了一种双阀芯电液负载敏感系统，并设计了不同工作模式下的控制策略，对电液负载敏感系统的特性进行了研究。首先，对比阐述了装载机传统定量系统和双阀芯电液负载敏感系统的构型及原理；然后，从理论上分析了双阀芯电液负载敏感系统的工作和能耗特性，并分别制定了动臂铲斗在阻抗伸出和超越缩回工况下单独动作和复合动作的控制策略；最后，利用AMESim和LMS Virtual.Lab Motion软件搭建了机电液联合仿真模型，并对双阀芯电液负载敏感系统在装载机上的运行特性与节能特性进行了仿真研究。研究结果表明：双阀芯电液负载敏感系统可根据不同负载工况实现工作模式的切换，执行机构的流量仅与电液比例阀开度有关，而不受负载变化的影响，操控性能大大提升；且在一个工作循环内，相较于传统定量液压系统，该系统的能耗降低约71.8%。仿真结果表明该系统提高了装载机作业的平稳性和效率。     

基于RBFMCN网络的电液速度伺服系统的动态补偿控制算法

基于一种改进的径向基函数网络,提出一种电液伺服系统自学习动态补偿控制算法。控制器包括1个神经网络动态补偿控制器和1个神经网络自学习控制器。算法用于承受交变负载变化的阀控缸电液速度伺服系统的动态补偿控制,取得了令人满意的仿真及实验结果。     

带补偿因子的双模糊控制在电液伺服阀控非对称缸系统上的应用研究

为解决电液伺服阀控非对称缸系统在进行对称运动时由于液压缸的非对称性带来的控制非对称问题,提出一种含补偿因子的双模糊控制算法。以电液伺服阀控非对称缸系统为对象,针对非对称液压缸在两个运动方向上动态特性的非对称性问题,采用含补偿因子的模糊控制器进行补偿。同时,针对负载力大范围变化的特点,采用模糊PID控制算法来适应负载的变化。模糊PID控制器及含补偿因子的模糊控制器以经过跟踪微分器处理的误差及误差的微分作为输入,模糊PID控制器输出为PID控制器各项系数,含补偿因子的模糊控制器输出为补偿因子,结合模糊PID控制器,形成有效解决非对称液压缸非对称性问题的控制方法。仿真和试验结果表明,提出的控制方法能够有效解决电液伺服阀控非对称缸系统的控制非对称性问题,并拥有良好的控制效果。     

基于先进PID控制的液压同步系统研究

针对重载四缸同步举升控制系统的高同步精度及稳定性要求,利用单神经元自适应PID控制器对电液比例伺服阀控缸位置进行同步控制。建立了液压举升系统的动态仿真模型,利用AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真的方法,在搭建的控制算法下对控制器参数进行优化并进行举升模拟仿真,分析系统在运动过程中及极端工况下的位置同步特性。仿真分析表明:该控制算法能够实现重载四缸同步举升控制系统的高同步精度及稳定性的要求,并且同步精度达到0.5mm。     

基于CMAC神经网络的电液比例速度控制系统研究

分析电液比例阀控非对称缸速度控制动态数学模型,提出新的小脑模型神经网络(CMAC)和PID相结合的复合控制算法用于大负载电液速度控制系统.CMAC控制算法以前馈方式加入控制系统,利用其较强的非线性逼近能力和快速响应能力,有效抑制干扰影响,保证系统速度的精确控制.仿真结果表明,该控制方式响应时间快,响应平稳,抗干扰能力强.     

基于电液力伺服系统的液压阀控缸自抗扰控制研究

现有传统电液阀控缸系统非线性、抗扰动、鲁棒性差等特点,该文以液压阀控缸系统为研究对象,采用电液力伺服控制技术,提出了一种基于自抗扰(ADRC)的电液力伺服阀控缸伺服控制研究。首先,介绍传统非对称阀控缸系统组成和控制原理,建立其数学模型;然后设计电液阀控缸力控制算法原理,并设计了ADRC控制器;最后,以单个液压阀控非对称缸为实验对象,搭建实验平台,分别以阶跃信号、正弦信号、以及外界扰动信号对提出的算法进行了相关实验,实验结果验证了该文设计的基于自抗扰(ADRC)的电液力伺服阀控缸伺服控制算法的合理性和有效性,提高了系统控制精度和抗扰动能力。     

电液伺服系统RBF神经网络滑模控制

针对阀控液压缸位置伺服系统非线性导致模型参数确定困难及干扰问题，在分析三阶位置控制的电液控制系统原理及模型的基础上，引入神经网络的RBF 径向基控制模型和自适应滑模算法，同时考虑了非1负反馈参数，建立了基于RBF 神经网络滑模控制的电液伺服控制系统数学模型。通过选取合适的Lyapunov 函数，分析了系统稳定性，解决了参数未定及挠动情况下的电液伺服系统控制器设计问题。仿真结果证明，所设计的控制器使系统的输出对给定信号的跟踪精度高，响应快，具有较强的鲁棒性。     

基于状态反馈线性化的阀控非对称缸系统模型预测控制

针对使用PID方法对阀控非对称液压缸位置控制中出现的超调问题,以及传统非线性模型预测控制优化求解计算时间较长的问题,提出了一种基于状态反馈线性化的阀控非对称缸模型预测控制方案。首先建立了阀控系统状态空间模型,运用微分几何理论讨论系统可反馈线性化的充要条件,并将非线性系统映射为新坐标空间内的线性系统模型;设计了反馈线性化模型预测控制器(Feedback Linearization Model Predictive Controller, FLMPC),讨论了线性系统下的约束问题,其中由于系统仿真预测时域远小于系统响应时间,对模型预测控制的损失函数加以修正。结果证明,在相同输入情况下,反馈线性化系统与原系统的位置误差满足控制需要,且在保证被控对象快速稳定控制的条件下,对比该算法与非线性模型预测控制的单步计算时间,证明该算法能够缩短计算时间。     

基于Matlab的装载机全液压行走控制系统的设计与优化

为更好地控制装载机全液压行走机构,设计了一套基于DSP的电液控制系统。为方便分析将系统分成两部分:阀控液压缸部分和泵控马达部分。根据实际设计需要选取元件,建立了阀控液压缸Matlab仿真模型,计算了传递函数。再将这部分作为一个单元加入整个系统的仿真模型。由于控制系统的功能均通过对液压马达转速的控制来实现,因此可通过马达的动态响应特性确定控制系统参数。利用Bode图计算控制系统的幅值裕度和相位裕度,再根据稳定性要求用Bode图计算控制参数,最后通过Simulink仿真验证和优化控制参数。     

可控起动装置电液伺服系统控制策略研究

电液伺服系统直接影响重型刮板输送机可控起动装置(CST)软起动特性。为了提高CST软起动工作性能,采用模糊PID对控制器进行了设计。应用AMESim和MATLAB/Simulink建立了CST电液伺服控制系统联合仿真模型。仿真分析了软起动和负载突变两种工况条件下的动态性能。结果表明,在相同的输入信号下,模糊PID控制相比于PID控制,正常软起动时响应时间缩短了0.4 s,负载突变时产生的波动峰值减少27.8%且重新恢复稳态的时间缩短了6 s。因此,采用模糊PID控制可以快速调节,具有较好的跟随性能和鲁棒性。     

液压挖掘臂关节伺服系统非线性动态特征研究

为有效分析挖掘臂关节伺服控制系统,提高控制精度,通过机理建模分析了系统存在的非线性特性——比例阀死区、阀控非对称液压缸动态特性不对称特性、液压缸非线性摩擦力、非线性液压弹簧力及挖掘臂关节非线性动力学。通过实验验证了系统中各项非线性特性对其控制性能的影响。结果表明,以上几种非线性特性对系统动态响应均存在不利影响。     

泵控式带钢纠偏伺服系统动态特性研究

常用的带钢纠偏系统为阀控缸电液伺服系统,存在维修成本高、系统发热量大、故障率高等问题。论文提出采用直驱式电液伺服系统代替带钢纠偏系统中的阀控式电液伺服系统,采用永磁式同步电动机代替电液伺服阀作为带钢纠偏控制系统的控制元件,设计出了永磁式同步电动机驱动定量泵直接控制液压缸的电液伺服控制系统,利用Matlab/Simulink仿真分析系统的稳定性和动态特性,结果表明,该系统满足带钢纠偏控制对稳定性、响应快速性的要求。     

带流量前馈与工作腔压力反馈的电液负载敏感系统节能方法

基于流量前馈控制的电液负载敏感系统为容积节流复合调速系统,可将阀口全开以降低能量损失,但在超越工况下,系统速度特性会受阀口阻尼降低的影响,引发执行器超速下坠甚至安全事故等问题。据此,提出了适用于带阀后压力补偿的电液负载敏感系统的解决方法:将负载进油口容腔压力控制为一恒定值,并研制了相应的压力串级控制器。该控制器以速度反馈作为内环以提高系统抗负载干扰能力,并以带抗积分饱和补偿的PI 控制器作为外环以控制工作腔压力为一定值。基于2 t挖掘机不同负载工况下的试验结果表明:工作腔压力控制与传统手柄直接控制阀口的方法相比,可在降低比例阀阀口损失的同时保证执行器速度控制性能。     

基于变模糊PID控制器的阀控非对称缸复合控制策略

针对非对称液压缸正反向运动的不对称性对位移控制精度的影响,为了提高阀控非对称液压缸伺服系统位移控制精度,设计了根据液压缸运动方向选择对应模糊PID位移控制器的位移闭环及速度前馈复合控制方案。搭建了基于ADAMS,AMESim和Simulink的阀控非对称液压缸伺服系统联合仿真模型。研究表明,采用速度前馈控制系统响应更快;采用对应变模糊PID位移控制器控制策略,非对称缸换向跟踪期望位移的精度更高。     

力干扰下的电液位置系统自适应鲁棒控制

在建立整个电液位置伺服系统的非线性方程中，由于未考虑到外界的未知干扰和建模过程中参数的变化，即液压缸黏性阻尼系数、液压缸总泄漏系数、液压油弹性体积模量会随外负载、工作温度等不同条件发生变化，模型的准确性会受到影响。通过自适应的方法让相应的参数实时变化，提高整个系统的稳定性。通过干扰观测器补偿外界的未知状况，从而提高整个系统的鲁棒性。通过对设计的控制器进行试验，实现对干扰的抑制。试验结果显示，该控制器对电液位置伺服系统的鲁棒性有明显的提高。     

基于AMESim和反步控制器的阀控电液伺服系统滑模控制分析

为了有效消除阀控电液伺服系统受到匹配干扰影响,采用反步法对系统非匹配干扰进行补偿,并引入了光滑连续一阶可导滑模控制技术,消除了滑模控制和反步控制过程的冲突.分析阀控电液伺服系统组成,建立了阀控电液伺服系统数学模型,并展开联合仿真分析.结果表明:在所有控制阶段中,滑模反步控制器都实现了有效抑制未知非匹配干扰程度,达到稳定...