不对称油缸电液伺服系统分析

利用自动控制理论,对多关节凿岩台车的不对称油缸电液伺服系统进行了分析。通过计算油缸的液压弹簧,推导出不对称液压油缸的固有频率。同时给出了电液伺服系统的传递函数、控制数学模型的简化计算方法以及该系统的稳定性判据。对系统控制精度进行了必要的讨论,提出了提高不对称油缸电液伺服系统性能的方法和途径。

非对称缸电液伺服系统的静态特性分析

通过对对称阀控非对称缸和非对称阀控非对称缸电液伺服系统的压力特性、输出特性的对比分析,揭示了阀控非对称缸系统静态特性的基本特征,指出为研制高性能的非对称缸电液伺服系统采用非对称阀控非对称缸是最佳液压控制方案。进而探讨了系统的最佳负载匹配关系,给出系统设计准则,为正确设计阀控非对称缸伺服系统并进一步研究该类系统的控制方法,改善系统性能奠定了理论基础。

阀控非对称缸电液伺服系统控制策略研究

为克服阀控非对称液压缸电液伺服系统的本质非线性，改善系统的动态性能，根据液压缸活塞杆的不同运动方向分别给出相应的三维模糊控制器来控制该系统，在实验中使用压力反馈的方法来提高系统的阻尼比，实验表明这种方法不仅有效地解决了系统的不对称性，而且改善了系统的动态性能。

压力反馈在非对称缸电液伺服系统中的应用

目的为校正和补偿非对称缸组成的电液位置伺服系统由于非对称缸参数引起的系统动态响应的不对称性.方法对非对称缸参数引起的系统动态响应的不对称性在此进行了分析,找到了其主要影响因数,阻尼系数的不对称性.提出一种补偿方法———单边压力反馈.研究和分析了单边压力反馈对系统动态参数的影响,并给出了不对称参数K=0.5时不同补偿参数下系统阶跃响应的仿真计算.结果仿真计算表明单侧压力反馈对非对称缸电液伺服系统的非对称性有显著改善.结论非对称缸电液位置伺服系统可以采用单边压力反馈补偿其非对称性,适当调整单边压力反馈增益其响应特性是一致的.

阀控非对称缸电液伺服系统的三维模糊控制

阀控非对称液压缸电液伺服系统是本质非线性的,液压缸正反两个方向的动态特性不一致,为了改善系统的动态性 能,本文根据液压缸活塞杆的不同运动方向分别给出了相应的三维模糊控制器来控制该系统,实验表明这种方法不仅有效地解 决了系统的不对称性,而且改善了系统的动态性能。

基于Backstepping的阀控非对称缸电液伺服系统非线性控制

考虑了阀控非对称缸电液伺服系统的控制问题。首先给出了系统的动态模型 ,然后基于Back stepping方法得到了系统的非线性控制器。这种方法可以扩展到液压驱动机器人控制的设计上。最后对所提出的非线性控制策略与常规的PD控制方案进行了比较 ,仿真结果表明所提出的非线性控制策略具有更高的控制精度。

阀控非对称缸被动式电液力伺服系统的解耦控制研究

为解决被动式电液力伺服系统中的多余力干扰问题,根据系统特点,提出基于多输入多输出控制系统的解耦控制方法来解决力/位耦合问题。以阀控非对称缸被动式电液力伺服系统为对象,建立系统的数学模型,设计解耦控制器。仿真结果表明:使用该解耦控制方法不仅可以提高系统的跟踪精度和频响,而且可以缩短控制调试周期。

非对称缸电液伺服系统的改良单神经元PID控制

非对称缸五阶电液伺服系统是一类典型高阶非线性、时变、增益不对称系统,由于动态特性随负载变化大,使用常规PID控制很难满足性能指标的要求,而采用BPNN原理设计成的常规单神经元PID控制器又因学习速率低,收敛速度I墁,控制效果不能令人满意.经研制采用20-SIM仿真工具建立仿真模型,设计了一种改良的单神经元PID控制器,其控制的仿真结果表明,该控制器适合于此系统.

非对称缸电液位置伺服系统数学模型的建立及分析

采用线性化方法建立了非对称缸电液位置伺服系统的数学模型,对系统的主要动力参数进行了详细的分析,找到了非对称缸电液伺服系统与对称缸电液伺服系统动态特性不同的原因.对系统做了仿真计算和实验,验证了分析结果的正确性.

阀控不对称缸电液伺服系统的PI观测器设计

为了更为有效的诊断电液伺服系统的故障,针对复杂的非线性的与多参数的阀控不对称缸电液伺服系统,提出了具有较大自由度的PI观测器的设计方法。首先建立了阀控不对称缸电液伺服系统系统的线性化模型,运用线性矩阵不等式设计了PI观测器来估计系统输出,然后将估计结果和未知输入同时加入到控制率中,不仅使系统能够跟踪给定的参考模型,而且也能得到外界故障估计。最后通过MATLAB仿真将实际输出值与估计值进行比较,证明了所设计的PI观测器和控制方法的对故障诊断的有效性。

非对称伺服阀在阀控缸电液伺服系统中的应用

电液伺服系统广泛应用于机械设备中,伺服阀是电液伺服系统中的关键元件,非对称伺服阀的出现为阀控非对称伺服油缸电液伺服系统的设计提供了新的选择。采用孔口流量方程和流量连续方程分析了伺服阀非对称结构和对称结构分别控制非对称伺服油缸时伺服油缸两腔的压降情况,得到了2种设计结构非对称伺服油缸两腔的压降指标。结果表明,在合理选择伺服阀阀芯结构和伺服油缸结构匹配时,可以有效减少伺服油缸两腔的压降,减少功率损失。对三轮旋压机横向进给电液伺服系统进行分析,优化了系统压力和电机功率,通过压力传感器检测非对称伺服油缸两腔的压力验证了理论分析的准确性,为电液伺服系统伺服阀阀芯结构和伺服油缸结构的合理匹配设计提供了理论支持。

非对称缸电液伺服系统变论域自适应模糊控制的研究

针对非对称缸电液伺服系统的非线性,分别使用常规模糊控制器和变论域自适应模糊控制器对其控制,其结果表明后者性能更理想。

基于双层CESO的电液伺服系统线性自抗扰控制

针对含高频噪声的阀控非对称缸不确定扰动抑制问题,采用扰动频率分层技术,利用线性扩张状态观测器低通滤波特性以及扰动估计速度和精度与带宽取值正相关性的特点,提出一种基于双层级联扩张状态观测器的阀控非对称缸电液伺服系统线性自抗扰方法。在分析双层级联线性扩张状态观测器稳定性基础上,与传统线性自抗扰控制方法进行了仿真对比研究。仿真结果表明:该控制方法继承了传统自抗扰控制优点,提高了不确定扰动估计速度和精度,有效抑制了含高频测量噪声不确定扰动带来的不利影响,可实现阀控非对称缸电液伺服系统的高性能控制。

对称阀控制非对称缸电液伺服系统建模分析

针对阀控非对称缸正反油路上结构参数不同的特征，定义了负载流量和负载压力，分别建立正反油路上的传递函数，以惯性力为主导作用的实际应用为依据，推导出对称阀控制非对称缸电液伺服系统的传递函数。

基于摆动油缸的电液力矩伺服控制系统设计

船舶减摇水舱试验台架是研究和设计减摇水舱的重要试验设备 ,能否准确的模拟船舶在海浪中的运动是设计试验台架的关键。本文设计了用于驱动船舶减摇水舱试验台架的电液力矩伺服控制系统 ,在伺服系统中用摆动油缸代替液压马达 ,并建立了摆动油缸的数学模型 ,仿真结果表明系统符合设计要求。

基于互联与阻尼分配框架的电液伺服系统轨迹跟踪策略

在中大型挖掘机电液伺服系统中存在复杂耦合非线性、模型不确定性,以及外部载荷不确定性等因素,都会造成挖掘机轨迹跟踪误差大,导致电液伺服系统的动态性能差。针对这一问题,提出了一种基于互联和阻尼分配(IDA)框架的反演控制器,以提高挖掘机工作装置在挖掘任务中的跟踪性能,并加强其鲁棒性。首先,利用先导阀、阀控非对称缸和阀控非对称缸模型构建了电液伺服系统的状态空间模型,并进一步基于哈密顿理论将该状态空间模型构造为具有扰动的三阶开环端口哈密顿系统(pH)。根据从pH系统中获得的互联矩阵和阻尼矩阵结构,逐步设计了虚拟控制信号,得到了控制律;然后,构造了一个匹配方程,以简化在其他系统上的设计和计算过程,并将期望的能量函数作为候选李雅普诺夫函数,根据李雅普诺夫稳定性定理证明了闭环系统在期望轨迹上的收敛性和稳定性;最后,以挖掘机铲斗及其电液伺服系统为对象,采用数值仿真实验验证了基于IDA框架的反演控制算法的轨迹跟踪性能。研究结果表明:在不考虑模型不确定性的情况下,所提出的控制器与其他三种控制器相比,在位置控制上的收敛速度可提高1.9%~6.3%;在轨迹跟踪上可保持优秀的收敛速度,且最大跟踪误差降低70%~81%;在模型不确定和时变负载的情况下,所提出的控制器与其他三种控制器相比,面对冲击时的最大跟踪误差仅增加0.004 m,调节所需控制输入降低4%~20%。这表明上述控制算法具有更优秀的综合跟踪性能和更强的鲁棒性。

一种用于精确控制并联双级缸的电液伺服系统

为了保障国内某大型风洞模型支撑机构运行,特研制一套电液伺服系统,用于精确控制两并联双级油缸。该特殊电液伺服系统在油源系统、伺服控制油路、电控系统等方面采用诸多巧妙设计,不仅能很好满足大惯性、大载荷、大流量跨度的特殊工况,而且有效解决了油缸两腔面积比超大的可控性、并联双级油缸的运动同步性与精确定位能力、系统运行安全性等关键问题。

基于SimHydraulics的电液伺服系统实物仿真

针对一个采用阀控对称缸的电液伺服系统进行了SimHydraulics实物仿真,根据仿真结果辨识出系统的数学模型,通过与机理建模和Simulink模型仿真的结果相对比进行了验证。总结了综合应用SimHydraulics与Simulink的新仿真方法,该方法使得电液伺服系统的设计和控制方案的选择可以同步进行,提高了系统设计的效率和准确性。

基于自抗扰控制的铣面机床电液位置伺服系统控制策略

为了提高铣面机床电液伺服系统的位置控制精度,提出一种基于自抗扰控制的铣面机床电液位置伺服系统控制策略。根据伺服阀控非对称伺服缸在伸出和缩回两种不同工况下的特点分别建立了相应的流体动力学模型,并结合其他环节推导出铣面机床电液位置伺服系统的闭环传递函数;依据该系统的特点设计出三阶自抗扰控制策略,通过扩张状态观测器对系统参数时变和外部扰动进行估计和补偿,并采用仿真和工业现场实验对所设计的控制策略性能进行了现场应用验证。仿真及现场应用表明,所设计的自抗扰控制策略能够使系统的位置输出基本不受控制对象参数改变的影响,具有比传统PID控制策略更好的内部鲁棒性和抗干扰能力,有效抑制了外部扰动对系统位置控制精度的干扰。

一种高速开关阀控的油门伺服系统

研究用于遥控履带车辆的高速开关阀控油门伺服系统 .遥控履带车辆的车速性能指标由油门伺服系统控制油门开度实现 .油门伺服系统的执行机构选用高速开关阀控液压油缸 ,由电控单元通过调节脉宽控制 .对油缸的运动特性以及高速开关阀的开关性能进行分析 ,针对油缸运动的非对称性和高速开关阀的开启响应滞后的特点 ,设计了具有非对称控制参数和时间滞后补偿的静态积分 PD控制器 .实验结果表明油门伺服系统的性能优良 ,能够实现遥控履带车辆的车速控制要求 .