电液伺服马达驱动系统的奇异摄动控制仿真研究

发布时间：2021-07-09 11:29

　　为了提高电液伺服驱动系统控制精度,设计了奇异摄动控制方法,并对液压驱动系统输出结果进行仿真验证。建立电液伺服驱动系统,给出电液伺服阀原理图,并介绍电液伺服阀工作原理。创建电液伺服阀节流孔的非线性数学模型,推导出液压驱动方程式,通过最小二乘法对运动参数进行估计。利用反馈线性化技术和奇异摄动理论解决了非线性和不确定性问题。采用MATLAB软件对电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪结果进行仿真,与传统PID控制结果进行对比。结果显示:采用传统PID控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较大;采用奇异摄动控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较小,控制系统反应速度较快,可以提高电液伺服驱动系统控制精度。 

【文章来源】：机床与液压. 2020,48(22)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

电液伺服驱动系统

图2为两级电液伺服阀原理图,其工作原理如下:由电机驱动固定排量泵将油从油箱中输送到系统的其他部件;蓄能器将供给系统中多余的能量转变为压缩能储存起来,当驱动系统需要液压能时,又可以将压缩能转变为液压能对控制系统进行补偿,以保证液压控制系统压力处于正常范围之内;安全阀将额外的流量返回到油箱中,使系统压力不超过规定值,从而保证系统不因压力过高而发生事故。因此,蓄能器和安全阀一起在泵出口处保持恒定的供应压力pS。旋转式液压执行器驱动负载,其容积位移是恒定的。执行器的角位置、角速度和角加速度由两级电液伺服阀决定。阀门第一级的压力pP为先导压力,通常pP ≤pS。所有必要的输出数据都是通过数据采集和A/D转换器从不同安装的传感器中收集的。输入信号由实时数字控制器产生,并通过A/D转换器转换为模拟信号,然后驱动伺服阀阀芯至正确位置。2 液压系统建模

奇异摄动控制设计框图

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于自适应遗传算法的电液伺服系统控制[J]. 董蒙,栾希亭,吴宝元,梁俊龙.  机床与液压. 2019(14)
[3]电液位置伺服系统自适应反演滑模控制[J]. 刘希,黄茹楠,高英杰.  液压与气动. 2019(07)
[4]基于观测器的非线性高阶滑模电液位置鲁棒控制研究[J]. 王海燕.  中国工程机械学报. 2019(02)
[5]基于改进的最小二乘法伺服液压PID控制系统设计[J]. 刘江文,周建明.  现代制造工程. 2018(11)

硕士论文
[1]步行机器人高性能液压关节驱动系统的研制[D]. 吴竞.东南大学 2016
[2]下肢外骨骼机器人电液伺服系统设计与仿真研究[D]. 谢飞飞.西安工业大学 2015



本文编号：3273661