浅析多液压缸控制系统的同步设计

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1、2013年2月机床与液压Feb．2013第41卷第4期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．4DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．04．028多液压缸控制系统的同步设计王桂荣，刘芳璇，许宏，陈锡爱(中国计量学院机电工程学院，浙江杭州310018)摘要：为研究液压泵控系统中多组参数不同的液压缸在工况中的同步性能，以液压控制机构原理为基础，分别建立了泵控、阀控液压缸的数学模型。利用自适应遗传算法的优点，提出了在偏差耦合控制方式下采用自适应遗传算法对控制参数进行优化的三组液压缸同步控制方案，并分析了系统对不同输

2、入信号的响应特点。仿真结果表明，优化控制后的系统稳定可靠，具有较好的鲁棒性和较高的同步控制精度，能够较好地实现模型跟踪控制。关键词：同步控制；偏差耦合控制；自适应遗传算法中图分类号：TH322文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)4—096—4SynchronousDesignofMulti—hydraulicCylinderControlCystemWANGGuirong，LIUFangxuan，XUHong，CHENXi’ai(CollegeofMechatronicsEngineering，ChinaJiliangUniversity，H

3、angzhouZhejiang310018，China)Abstract：Basedontheprincipleofthehydrauliccontrolstructures，themathematicalmodelsofpump—controlledandvalve—con—trolledhydrauliccylinderwereestablishedseparatelyforthestudyofthesynchronousperformanceofthehydrauliccylinderswithmulti—groupofparametersinhydra

4、ulicpumpcontrolsystemunderdifferentworkingconditions．Thethreehydrauliccylinderssynchronizationcontrolschemeofusingserf-adaptivegeneticalgorithmtooptimizethecontrolparameterswasproposedinthemodeofdeviationCOU—plingwiththeadvantagesofusingself-adaptivegeneticalgorithm，andthesystemresp

5、onsivecharacteristicsfordifferentinputsignalswereanalyzed．Simulationresultsshowthatthecontrolsystemisreliableandstableaftertheoptimization，andcapableofachievingbettertrackingcontrolwithgoodrobustnessandhighsynchronizationcontrollingaccuracy．Keywords：Synchronizationcontrol；Deviationc

6、ouplingcontrol；Adaptivegeneticalgorithm在液压缸同步控制系统设计中，系统输出响应要化控制后的液压缸系统具有良好的抗干扰性和同步控求具有较高稳定性和控制精度。为了提升系统的动态制精度，对阶跃信号响应快速，无超调，并能够对斜性能指标，常采用PID闭环控制。而传统的PID控制坡信号、正弦信号无偏跟踪。虽然算法简单，鲁棒性好，可靠性高，但对于非线1泵控液压缸的数学模型性、变负载、时变的复杂系统存在不能在线调整的缺下面分别以阀控缸、泵控缸为例，建立并分析液陷，因此，多采用算法优化PID参数，如采用BP压泵控系统的数学模型，假定：神经

7、网络优化PID参数，或采用模糊控制及自适应(1)液压系统在正常状态下工作，液压泵的角控制等抑制非线性时变干扰。目前常用的同步控速度是恒定的。制策略有交叉耦合、电子虚拟主轴等，交叉耦合不适(2)管道中液流为层流，有沿程阻力损失。用于两个以上对象的控制，电子虚拟主轴在系统启停(3)液压泵和液压马达没有流量脉动，可忽略时同步控制精度较差。补油压力。作者介绍了一种串级液压缸控制系统的设计与实1．1泵控缸的传递函数现，采用速度一电压、位移一摆角、位移一电压三闭=p环控制，对液压控制系统中的泵控缸位移开环控制环一节予以改进，以提高控制稳定性和精度。在研究多个筹(去s不同参

8、数的液压缸控制系统的同步性能时，采用偏