基于滑模变控制理论的电液位置伺服控制方法研究

发布时间：2020-10-30 00:32

　　 电液伺服控制系统是液压领域的重要分支,也是控制技术的重要组成部分。近年来,越来越受到尤其是军事、航空等重要科技部门的重视,如何满足现代化科技对于液压伺服控制越来越高的技术要求,仿真分析无疑是最行之有效的方法。 由于实际生产中,电液伺服系统的工作环境复杂、本身参数易变动、外界存在不确定因素扰动可能性大等内外因素使得电液伺服控制系统成为典型的非线性控制系统。应用传统PID控制器对于这种控制系统往往达不到控制精度和响应速度等方面的要求。为了克服这种不利因素对于电液伺服控制系统的影响,越来越多的学者开始关注对控制器的研究。其中滑模变控制算法具有与控制对象的参数变化及外界扰动无关的特点,这就使得滑模变控制策略具有快速响应、对控制系统参数变化及外部干扰变化不灵敏、无需系统在线辨识、物理实现简单等优点,而越来越受到各国学者的广泛重视,并设计出多种滑模控制器如自适应滑模控制器、神经滑模控制器等来满足不同控制系统的要求。鉴于此,本论文将开展滑模变控制策略的算法研究,将其应用于电液伺服位置控制中,并利用仿真实验结果来分析该控制策略的可行性、有效性。 本论文以阀控液压缸位置伺服系统为研究对象,针对液压伺服控制的工作原理,建立起相应的数学模型。在Matlab/Simulink软件平台下,将其数学模型用相对应的模块进行搭建,分别采用传统PID控制策略、指数趋近率控制策略及幂次趋近率控制策略对系统无负载、无扰动理想环境下和系统外加扰动下进行离线的仿真实验研究,从理论上验证滑模变控制算法对于液压伺服位置控制系统可行性。 由于Matlab/Simulink平台提供的是数学模型的仿真,其结果往往与实际有偏差,利用AMESim软件中的液压库元件搭建液压伺服位置控制系统的物理模型,进行AMESim/Simulink控制系统联合仿真,在施加外干扰力的情况下对系统的控制结果进行分析,验证滑模变控制策略的强鲁棒性。 最后,在半实物仿真平台dSPACE上进行试验验证,进一步验证了本论文研究的滑模控制策略算法在液压伺服位置控制中的正确性与可行性。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH137
【部分图文】：

为：1222++=ΔsWWsKIQSVSVSVOSVζ阀固有频率；阻尼比；普拉斯算子；入电流信号；伺服阀流量增益；制系统采用伺服阀规格为 D633，查阅 D633 手

图 2-3 D633 阀流量图Fig.2-3 The diagram of D633 valve flow根据 D633 阀流量图 2-3 可查得当阀压降sp =7Mpa 时，额定流量：nq =40L/min。额定电流：nI =0.01A。则阀在实际供油压力 Ps=5Mpa 时，额定流量增益（伺服阀的额定流量与额定电流值比）为：=SVKnqnPPIsvs=40×310×6075100=0.056m3/sA。所以伺服阀的传递函数为:1502.420.7502.40.056122222+×+=++=ΔsssWWsKIQSVSVSVOSVζ（2-4）2.1.3 液压缸数学模型由于负载特性为惯性负载，液压缸活塞位移--

表 4-1 PID 参数对闭环系统影响Tab.4-1 The impact on closed-loop system of PID parameters性能指标参数上升速度 超调量 调节时间 稳态误pk 减小 增加 变化不明显 减小ik 减小 增加 增加 消除dk 变化不明显 减小 减小 变化不果 PID 控制器跟踪阶跃响应曲线 Simulink 模型,其中将 PID 控D Control 模块加入到控制系统中，调节 PID 控制器时点开 PID修改。图 4-3 为 PID 不同参数跟踪阶跃响应曲线结果对比图
【引证文献】

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本文编号：2861698