电液振动伺服系统流量非线性分析及其控制策略.pdf

《电液振动伺服系统流量非线性分析及其控制策略.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012年6月机床与液压Jun．20l2第40卷第11期MACHINETO0L＆HYDRAULICSVo1．40No．11DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．11．003电液振动伺服系统流量非线性分析及其控制策略朱方爽，刘白雁，曾良才(武汉科技大学机械工程及自动化学院，湖北武汉430081)摘要：针对电液振动伺服系统，分析伺服阀非线性流量特性引起加速度正弦响应中出现奇次谐波的原因。提出使用非线性AMFC方法进行控制，以减小加速度波形失真。通过仿真对非线性AMFC方法的控制效果进行验证，结果表明：该方法

2、能较大幅度地减小加速度波形失真度，提高控制精度。关键词：电液振动台；波形失真；流量非线性；仿射非线性；自适应控制中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)11—008—4FlowNonlinearAnalysisandControlStrategyforElectro．hydraulicVibrationServoSystemZHUFangshuang，LIUBaiyan，ZENGLiangcai(WuhanUniversityofScienceandTechnology，WuhanHubei430

3、081，China)Abstract：Aimingattheelectro—hydraulicservosystemofvibrationtable，thereasonswhyaccelerationsineresponseappearedoddnumbertimesresonantwavecausedbynonlinearflowcharacteristicsofsercovalvewereanalyzed．NonlinearAMFCcontrollingmethodwasproposedtominimizeacceleratio

4、nwaveformdistortion，anditscontrollingeffectwasverifiedbysimulation．Thesimulationresultsshowthatusingthemethod，acceleration’SwaveformdistortionCallbegreatlyreduced，andthecontrollingaccuracyisenhanced．Keywords：Electro—hydraulicvibrationtable；Waveformdistortion；Flownonlin

5、ear；Affinenonlinear；Adaptivecontrol电液振动台伺服系统属于位置控制系统，即通1流量非线性对波形失真度的影响过控制油缸活塞的位移实现要求的振动波形。此类液压伺服系统通常由伺服阀流量方程、液压缸流系统包含两类非线性因素：(1)伺服阀的流量非线量连续方程、液压缸力平衡方程来描述，如下所示：性特性；(2)各种典型的非线性⋯。在高频、大加Q=KqH一sgn(u)p(1)速度振动试验时，负载压力大范围变换，使得伺服阀流量非线性严重，常用的基于工作点处线性化的QLAp+ctpL+蒜L(2)，一设计方法难以奏效。此

6、外振动试验更加关注加速度ApPL=mYc+B+(3)波形失真度，常规线性系统控制器设计方法由于无式中：Q。．为负载流量，为表征伺服阀流量特性的法消除流量非线性的影响，难以大幅减小加速度的常数，u为伺服阀控制信号，P为供油压力，sgn为波形失真。符号函数，P为负载压力，。为活塞杆有效面积，c。仿射非线性变换是解决液压伺服系统流量非线性为泄漏系数，为油液体积弹性模量，为液压缸特性的一个重要方法，通过构造适当的反馈控制量可有效体积，m为负载质量，日。为黏性阻尼系数，k将系统精确线性化。但由于液压系统参数无法准确获为弹性负载刚度，对于振动台

7、伺服系统一般有k=0。得，通常难以直接将被控对象精确线性化。作者将仿液压伺服系统的流量非线性使得系统正弦响应中射非线性变换与模型跟随自适应控制(AMFC)相结出现基频的谐波，仿真表明，流量非线性会使系统响合，提出使用非线性AMFC控制方法对电液振动台进应出现奇次谐波。图1所示为控制量“为20Hz正弦行控制，试图减小加速度波形失真度，提高控制精波时，某振动台伺服系统加速度开环正弦响应曲线及度。其频谱。可以看出：加速度出现了基频20Hz的奇次首先分析液压伺服系统非线性流量特性对正弦响谐波(60，100，140Hz，⋯)，谐波使加速度波形

8、出应的影响，然后介绍非线性AMFC方法，并通过仿真现了明显失真。下面对奇次谐波产生的机制作简单的对控制效果进行了验证。定性分析。收稿日期：2012—01—11基金项目：国家自然科学基金项目(50574070；51175386)；国家8