滑动模态控制器在液压伺服系统中的应用

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1、电气传动和自动控制‘电气自动化)2010年第32卷第5期ElectricDrive＆AutomoticControl滑动模态控制器在液压伺服系统中的应用胡学军’滕达胡林文(1、2．武汉工程大学电气信息学院，湖北武汉430074)；3．华侨大学机电及自动化学院，福建泉州362021)摘要：真实的液压伺服系统由于受外界存在的各种干扰因素的影响，导致了系统的动力学行为不准确，而常规PID控制无法克服这些因素带来的影响。为了寻求一种较为有效的控制策略，分析了基于Lyapunov方法的滑动模态控制策略。同时为达到期望效果，选取了合适的Q阵和k

2、值，并通过对k值的优化，得出了参数间的耦合作用。最后通过实例仿真分析，证明了滑动模态控制策略在液压伺服系统中具有很好的鲁棒性。关键词：滑动模态液压伺服PID鲁棒性Lyapunov[中图分类号]TP275【文献标识码】A(文章编号】1000．3886(2o]o)o5—0017-03ApplicationofSlidingModeControllerinHydraulicServoSystemHuXuejunTengDa2HuLinwen(1，2．SchoolofElectricalandInformationEngineering，W

3、uhanInstituteofTechnology,WuhanHubei430074，China)(3．CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，HuaqiaoUniversi@,QuanzhouFufian362021，China)Abstract：Thetruehydraulicservosystemduetotheexistenceofavarietyofoutsideinterferencefactors，ledtothedynamicbehaviorofrealsys—tems

4、arenotaccurate，whiletheconventionalPIDcontrolcannotovercometheimpactofthesefactors．Inordertofindamoreefectivecontrolstrategies，analyrsemethodsbasedonLyapunovslidingmodecontrolstrategy．Atthesametime，toachievethedesiredefect，selecttheappropriateQ-matrixandthekvalue，andth

5、roughtheoptimizationofkvaluesobtainedthecouplingbetweenparameters．Finally，anexamplesimulationanalysisprovesthatslidingmodecontrolstrategyinhydraulicservosystemhasgoodrobustness．Keywords：slidingmodehydraulicseryoPIDrobustnesslyapunov=Ax+B(u+O引言．／(，t))(4)在液压伺服精确定位系统设计的过程

6、中，系统会受到各种不确其中矩阵A和B分另u为：=【A1：12】，=【】定性因素的影响，如系统模型建立过程中各类假设及简化、液压伺令Y=Tx，服阀结构及其材料参数不精确而导致的参数不确定性、由模态截断导致未考虑的动态模型等。由于这些不确定因素的存在，使得物理其=[一】模型的建立不足以准确描述真实系统的动力学行为，尤其是鲁棒镇则(4)式可改写为：定性。采用常规PID控制策略来克服上述不确定因素的效果十分不Y=Ay+B(u+，t))(5)理想，而应用滑动模态控制不失为解决问题的有效途径。本文基于滑动模态控制理论对液压伺服精确定位系统进行变

7、其中：=TA—l：『tA2：lA22】J，=TB=【LB2】结构设计，通过分析Lyapunov方法对系统运动的影响和抖振的消则(5)式可分成两个子系统：除策略，为液压伺服系统的变结构设计参数优化提供了依据和相关解决途径。yl=Allyt十Al2yll(6)1不确定系统的滑动模态控制策略yl1=A21yl十22yll十B2(u+，t))(7)对于(6)式，假定t一是稳定的，则存在正定的加权矩阵P满足1．1问题的提出Lyapunov方程Af,P+PAn=一Q，选择一个正定的Lyapunov函数首先考虑系统=Ax+曰“+F(x，t)(1)

8、V=yTPy,，则导数=一y~Qy,一2allArzpylIl<0，可取K=aATd'，得这里，R，ue，F(x，t)是未知的扰动向量。假设F(，t)到所需K值。满足匹配条件，即有由此可以得出两个结论：滑动运动与扰动无关，而到达运动则