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1、气动位置伺服系统的自适应控制研究李宝仁朱玉泉许耀铭—从而,我们可得二阶、三阶和四阶电一气压力比例阀控缸气动位置伺服系统的频率特性,见图。夕恻理旧代毛日功态卜今全仪动态应交仪工二频率一亡巴刁’︸划毕派。︶恻队日四阶、图气动位置伺服系统的实验原理简图一邺卜阂,一相应的多功能卡为被控对象一盟洗几,一为双出杆对称气缸型号为位移频率一传感器和相应的变送器为压力传感器及一相应的动态应变仪分别为和图系统的频率特性电一气控制元件为两个电一气压力比例阀和幅频特性相频特性,、一,其从图可看出二阶三阶和四阶电气压力比相应的功率放大器型号分别为和,它是气动位置伺服,例阀控缸气动位置伺服
2、系统的幅频特性在低频段系统中的关键元件,通过它不仅可以把计算机发出的电信号经功率放是相近的而我们正是利用系统的低频特性来设计,,,实现气缸系统的控制器且系统模型越简单控制器的设计大器转变成气压信号活塞位移的实时控。,,一,实现越容易因此选择二阶线性差分方程替代实制而且通过调整电气压力比例阀的静态工作点,际系统的数学模型是完全能够满足控制器设计要还可改善气动位置伺服系统的弱阻尼特性拓宽系。,求的同时证明了下述假设是合理的统的频宽和改善系统的控制性能这也是选择电一气压力比例阀构成气动位置伺服系统的最显著特假设电气压力比例阀控缸气动位置伺服系统征。当气缸活塞位移未达到
3、期望位置时,计算机发的二阶期望数学模型为,出控制信号使比例阀动作当气缸活塞位移超过。组仇厂,。不之之“,,期望位置时比例阀动作从而实现气动位置伺,二式中为参考输入信号为系统量测输服系统的高精度控制。出,,、,。为系统期望特征多项式、为系统模型分析系统参数,、为系统的期望特征多项式的系数,,由给定的系统期望极点决定它决定了系统的期望一假设电气压力比例阀控缸气动位置伺服系统。动态特性、,的阶数分别为二阶三阶和四阶辨识建模时输入,实际系统的数学模型可以写成激励信号为信号相应的输出信号为气缸活。,饥久塞位移采用带固定遗忘因子的递推最小乘法图’、可分别得到二阶三阶和四阶电
4、一气压力比例阀控,、式中为系统的控制输入信号缸气动位置伺服系统的相应脉冲传递函数、“,为系统实际特征多项式是系统参数皆通过。、在线辨识获得己‘山、一,系统控制器设计一干一。,、二图为自校正自适应控制器原理结构简图图一二卜‘旦旦名宜士丝旦丝土卫卫些丝三二二立丝茎二‘一二,二厂一才十十中为系统的期望输入为系统的输出、及为系统可调的多项式,。式中为自变量。为系统的传递函数一·中国机械工程年第卷第期,十一一一一气生坚生卜寸四设定初值,如参数初值和期望极点位置等图自校正控制器原理结构简图求解、和各,多项式的系数根据图控制器的控制规律可写成,属二一,一之读擎契孕粤指健沂信号
5、丈冤之少诬叹气之少,计算控制信号从式和式中消去可得气动位置伺服系统一“‘一二丁二不干书匕舟币汗六下丁二、一一一十一若要从式和式获得系统期望的输入输出图气动位置伺服系统自校正控制实现流程图,响应必须保证,,竹雄以日考虑到与系统差的阻尼模式相对应的零点应凡沪尹”,,。补丫包含在里以及观测器特征多项式护、尸户、、、不,目片并根据方程存在解的条件和对系统了、稳态误差的要求,则有时间八图跟踪阶跃信号的系统响应一,数及一对共扼复数极点士条,,一一一,。,,毛件下系统控制的实验结果其分析见表这里曲式中醚公一认表跟踪阶跃信号的实验结果分析曲线稳态误差超调量调整时间期望值写七士十
6、士十,士因此控制信号的时间序列形式为土‘,,一少一一一、一士一线是自校正自适应控制方法对系统控制的实验考虑到电气压力比例阀及气动位置伺服系统的实,,,结果相应的系统参数变化见图曲线是控际情况控制信号应被修正即制方,其中比例常数岛法对系统控制的实验结果,微分常数曲线、曲线和曲线代、,,是代月控制方法对系统控制的实验结果其中无簇,‘,。,即可实一积分常数根据式式现电气压力比,、例阀控缸气动位置伺服系统的极点配置自校正自由图可知虽然和控制方法简单易,适应控制,其控制实现流程图见图。实现但它们对气动位置伺服系统的控制结果并不令人满意。如系统超调过大最大达,稳态误实验研究
7、,差较高最高达士系统控制性能重复。本实验研究了不同参数、不同期望极点和性很差这主要是由于和控制方法中参数,不同惯性负载大小对系统性能的影响。这里采样周不能及时反映摩擦力和气源压力等因素变化导致。,,系统动态特性变化的缘故而自校正自适应控制方期为遗忘因子为气源压力为,。法克服了上述缺点它具有实时跟踪系统动态特性,跟踪阶跃输人信号的系统响应的能力和强的鲁棒性因此极大地改善了气动位置,图给出惯性负载城为时,不同参伺服系统过渡过程特性提高了系统的重复稳态控。气动位置伺服系统的自适应控制研究李宝仁朱玉泉许耀铭—制精度。下系统的实验结果。跟踪方波输人信号的系统响应表跟踪方波
8、信号的实验结果分析图图分
