基于负载口独立控制的电液伺服阀控缸系统研究

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1、基于负载口独立控制的电液伺服阀控缸系统研究王迪2016年1月中图分类号：TP271.3UDC分类号：62-3基于负载口独立控制的电液伺服阀控缸系统研究作者姓名王迪学院名称自动化学院指导教师王军政教授答辩委员会主席王美玲教授申请学位级别工学硕士学科专业控制科学与工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月ResearchonElectro-HydraulicServoValvesControlledCylinderSystemBasingonLoadPortIndependentControlCandidate

2、Name:DiWangSchoolorDepartment:SchoolofAutomationFacultyMentor:Prof.JunzhengWangChair,ThesisCommittee:Prof.MeilingWangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:ControlScienceandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:Jan,2016研究成果声明本人郑重声明：所提交

3、的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要随着科学技术的不断发展，电液伺服系统在军事、工业和交通运输方面扮演着越来越重要的角色。负载口独立控制技术的引入，不仅继承了阀控液压缸系统响应速度快、控制精度高的

4、特点，还弥补了传统阀控液压缸系统在超越负载工况下控制性能下降的不足，确保系统在不同负载工况下的高控制精度。本文介绍了基于负载口独立控制的电液伺服阀控缸系统的原理，建立了系统状态方程模型并对模型进行了检验。从理论分析与仿真实验两个角度比较了负载口独立控制系统与传统单阀控制系统，证明负载口独立控制技术的优越性。结合液导与静态工作点理论，提出了一种压力控制目标值的计算方法。在分析系统压力控制特点的基础上，提出了一种基于误差的变单调性动态压力控制方法。伺服阀流量采用计算流量反馈控制。针对系统的四种负载工况，设计了控制器的模式切

5、换控制策略。控制算法方面，本文选择自抗扰控制（ADRC）算法来控制系统。首先解释了选择自抗扰控制的原因，讨论了比例-积分-微分（PID）算法的不足。然后给出了跟踪微分器（TD）、扩张状态观测器（ESO）与非线性反馈（NF）的推导过程，并介绍了控制器参数整定方法。在MATLAB-AMESim联合仿真环境中，对液压缸速度控制与位置控制进行仿真，并对结果进行分析。关键词：电液伺服系统；负载口独立控制；伺服阀压力控制；自抗扰控制；MATLAB-AMESim联合仿真I北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththedeve

6、lopmentofscienceandtechnology,electrohydraulicservosystemplaysamoreandmoreimportantrole.Theintroductionofloadportindependentcontroltechnique,notonlyinheritsthecharacteroffastresponseandhighcontrolprecisionforvalvecontrolledcylindersystem,butalsomakesuptheshortag

7、eoftraditionalvalvecontrolledcylindersystemhavingpoorcontrolperformanceinbeyondloadconditions,andensureshighcontrolprecisionofsystemindifferentloadconditions.Theprincipleofvalvecontrolledcylinderelectrohydraulicservosystembasingonloadportindependentcontrolisgive

8、n.Thestationequationmodelisbuiltandexamined.Comparingloadportindependentcontrolsystemwithtraditionalsinglevalvecontrolsystemintheoreticalanalysisandsimulation,loadpor