空心液压缸同步控制系统的研究

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1、HydraulicsPneumatics&Seals／NO．06．2014doi：l0．3969／j．issn．1008-0813．2014．06．005空心液压缸同步控制系统的研究陈振堂．李昕涛(太原科技大学机械工程学院，山西太原030024)摘要：以四台空心液压缸支撑大断面箱型梁同步控制系统为研究对象，设计了基于电液比例伺服阀的液压同步系统．建立了系统的数学模型，进行了控制策略分析以及控制器设计，即整体系统采用同等方式的控制策略．每个独立系统采用基于RBF的单神经元PID控制器进行闭环控制。最后，仿真结果验证了该控制方法的有效性

2、。关键词：空心液压缸；同步控制；建模；单神经元PID；仿真中图分类号：TH137．51文献标识码：A文章编号：1008—0813(2014)06—0017—04HollowHydraulicCylinderSynchronizationControlSystemResearchCHENZhen-tang，LIXin～tao(SchoolofMechanicalEngineering，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Withfou

3、rhollowhydrauliccylindersupportinglargecrosssectionboxbeamsynchronizationcontrolsystemastheresearchobject，basedonelectro—hydraulicproportionalservovalveofhydraulicsynchronizationsystem，establishedthemathematicalmodelofthesystem，analyzedthecontrolstrategyandcontrollerde

4、sign，thewholesystemadoptsthecontrolstrategyofthesameway，eachindependentsystemwithsingleneuronPIDcontrollerbasedonRBFclosed—loopcontro1．Finally，thesimulationresultsdemonstratetheefectivenessoftheproposedcontrolmethod．Keywords：hollowhydrauliccylinder；synchronouscontrol；m

5、odeling；sin~eneuronPID；simulation0引言1系统设计大型设备由于重载荷广泛采用多液压缸同步驱本系统为大型箱型梁整体顶升系统．由4个空心动，如大型起重机、轧钢设备、万吨液压机、大型结构物液压缸支撑其同步上升．每个液压缸配备独立的液压迁移等。由于液压系统的泄漏、执行元件的非线性摩擦系统。选用电液比例伺服阀进行闭环控制．液压系统原阻力、控制元件间的性能差异、各执行元件间负载的不理如图1所示。箱型梁与液压缸的三维模型布置如图2均衡、系统各组成部分的制造误差等因素的影响．给多所示，图3标明了箱型梁与液压缸的平面位

6、置关系。缸同步控制精度的提高带来了困难同步控制性能直接影响设备的使用和寿命．采用传统的线性控制技术无法获得满意的同步控制效果本文针对大型结构物迁移过程中同步问题进行研究。迁移过程中不仅要求保持结构物的水平．而且要求图1液压系统原理图图2空心缸三维模型布置图各个支撑点之间负载均衡。为了研究方便，将大型结构’H●物简化为大断面箱型梁，由4个空心液压缸支撑，用位空心缸1，＼、／—、frl／．r2空厂C，移传感器检测箱型梁中心点的位移并作为理想输入．／＼与四缸的位移作比较．采用基于RBF的单神经元PID，pI轴控制器来控制四缸同步运行『p3

7、，、／／r314。基金项目：山西省科技攻关项目(20110321005—08)图3箱型梁与空心缸位置图收稿日期：2013—06—182数学模型作者简介：陈振堂(1987一)，男，山东冠县人，在读研究生，研究方向为机电液一体化及应用。分析图2所示的4个液压缸活塞杆支撑的箱型17液压气动与密封／2014年第06期梁，箱型梁可以绕r轴、p轴自由转动，r轴与液压缸1式中Cit——第i个液压缸的泄漏系数：和液压缸2的连线垂直．P轴与该连线平行．且r轴P——第i个液压缸的等效容积。轴均穿过箱型梁的质心箱型梁本身有一个沿重力方根据模型分析．两缸的

8、安装间距L远大于同步运向上下移动的自由度。再加上箱型梁绕r轴、p轴的自动偏差，即0和0p很小，将其忽略，最后得到系统的状由转动．整个系统可以形成3个自由度态方程：首先，对如图2所示的模型进行受力分析．在箱型梁运动的3个自由度方向．运用