阀控电液位置伺服系统非线性鲁棒控制方法.pdf

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1、2014年12月第40卷第12期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsDecember2014V01．40No．12阀控电液位置伺服系统非线性鲁棒控制方法汪成文1’2尚耀星1焦宗夏1韩松杉1(1．北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室，北京100191；2．太原理工大学机械电子研究所，太原030024)摘要：为了解决电液伺服跟踪控制中存在流量非线性以及参数不确定问题，以阀控液压马达为对象设计了一种非线性鲁棒控制器．该算法基于Back．Stepping的设计思想，将阀控电液

2、系统的位置跟踪问题转化为系统负载流量规划问题，仅需一步反步递推，即可完成控制器设计，具有较强的工程实用性．该算法综合考虑了制约电液位置系统跟踪精度的流量非线性以及系统参数不确定性问题．理论证明了该算法的稳定性．通过和传统PID(Proportional-In—tegral-Derivative)控制器的对比试验表明，基于该控制器，系统跟踪性能得到了显著提升．关键词：非线性控制；电液位置伺服系统；参数不确定性；流量非线性；鲁棒控制中图分类号：V242文献标识码：A文章编号：1001-5965(2014)12．1736．05NonlinearrobustcontroIof

3、valvecontrolledelectro．hydraulicpositionservosystemWangChengwenl_2ShangYaoxin91JiaoZongxialHanSongshanl(1．ScienceandTechnologyonAircraftContmlLaboratory，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China；2．InstituteofMachineryandElectronics，TaiyuanUniversityofTechnology，T

4、aiyuan030024，China)Abstract：Todealwiththeproblemofflownonlinearityandparametricuncertaintiesofvalvecontrolledhydraulicpositionservosystem，anonlinearrobustcontrollerwasdevelopedbasedontheBack—Steppingdesignmethod．Themathematicmodelofthevalvecontrolledsystemwasdeveloped，andthenonlinearrob

5、ustalgorithmwasderivedbasedonthedevelopedmodel．Thepositiontrackingproblemwasconvertedintotheloadflowplanningproblem，andthecontrollerwasachievedjustthroughonestep．Thedevelopedcontrollertooktheflownonlinearityandsystemparametricuncertaintiesintoconsideration．Thestabilityofthedevelopedalgo

6、rithmwasprovedtheoretically．Experimentalresultsshowthetrackingperformancebasedonthedevelopedcontrollercouldbeimprovedcomparedwiththatoftraditionalproportional—integral—derivative(PID)controller．Keywords：nonlinearcontrol；electro-hydraulicservosystem；parametricuncertainties；flownonlineari

7、．ty；robustcontrol阀控电液系统因具有功率密度大、响应速度快、电磁兼容性好等优点，而在机器人¨。2o、电液负载模拟器¨“1、飞行转台以及汽车工业。刊等领域取得了广泛的应用．如何提高电液位置伺服系统的跟踪性能，一直是学术界的研究热点．制约阀控电液位置伺服系统性能的因素主要来自于两个方面：一是阀控电液系统本身固有的流量非线性问题；二是液压系统参数不确定性问题．比如，油液弹性模量会随着环境温度、油液中空气含量等因素的变化而发生改变；系统的内泄漏会随着油液黏度、外部负载变化等因素而变化等．针对这两方面制约因素，相关学者进行了大量研究．模糊控制”