电液位置伺服系统模糊速度补偿μ复合控制.pdf

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1、2014年8月农业机械学报第45卷第8期doi：10．6041／j．issn．1000·1298．2014．08．052电液位置伺服系统模糊速度补偿复合控制孙桂涛邵俊鹏王晓晶(哈尔滨理工大学机械动力工程学院，哈尔滨150080)摘要：针对变刚度电液位置伺服系统在快速定位控制中存在的超调现象，考虑负载刚度对位置伺服系统的影响，提出了模糊速度补偿复合控制策略，给出复合控制策略的工作原理，导出速度流量补偿模型。设计模糊速度补偿器及鲁棒控制器，实现了伺服缸无扰速度补偿及负载刚度摄动的抑制，应用Matlab、AMESim联合仿真和半

2、实物仿真平台分别进行复合控制策略验证，仿真及实验结果表明，肛控制器有效抑制了负载刚度摄动，而速度补偿的引入使系统在快速性条件下实现了位置的精确定位控制，验证了所提控制策略的有效性。关键词：电液位置伺服模糊速度补偿流量补偿半物理仿真中图分类号：TH137；TP273．3文献标识码：A文章编号：1000—1298(2014)08—0328·06置伺服系统的响应快速性、稳态精度以及抗干扰设引言计等方面取得了较好成果，但均忽略了系统超调量电液位置伺服系统具有驱动力大、功率密度高、的影响，特别是变负载刚度条件下对系统超调的控带载能力

3、强等特点，被广泛应用于民用及国防领域，制方法尚未涉及，而此超调量经过机械结构的放大，研究者在不同应用背景下，依据电液位置伺服系统极易产生破坏性结果。为此，本文提出模糊速度补的特点，将其与先进的控制算法相结合取得了较好偿复合控制策略，以实现变负载刚度条件下电液的控制效果。文献[1]应用自适应反步法进行电液位置伺服系统的精确控制。伺服系统的控制，有效地克服了系统的不确定影响，1电液位置伺服系统建模提高了系统的跟踪性能和抗干扰能力；文献[2]以辨识模型为对象，应用PID控制和模糊控制组成的图1为电液位置伺服系统控制框图，对称阀控

4、复合控制器对电液位置伺服系统进控制，消除了模制对称缸系统为典型的5阶系统，若伺服阀固有频糊控制的稳态误差，提高了PID控制的响应速度，改率较高，通常可将伺服阀简化成比例环节，即，最终善了系统的综合性能；文献[3]应用模糊预测函数系统为典型的3阶系统I9。为获得系统中各参法进行电液位置伺服系统的控制，利用位置偏差和数，常采用理论计算或辨识方法，由于理论计算数值偏差变化率对模糊控制器参数进行在线修改，提高与实际系统之间存在较大偏差，所以在实际应用中了系统的快速性和稳态精度；文献[4]应用比例积多采用辨识方法获得系统的数学模型。

5、分微分型迭代学习控制算法设计位置同步控制系统控制器，采用双闭环控制，使双缸互为跟踪对象，使双缸同步精度达到了0．2％，提高了双缸电液位置伺服的控制精度；文献[5]将多滑膜神经网络控制图1电液位置伺服系统框图应用到电液位置伺服系统的控制中，克服了系统模Fig．1Systemdiagramofelectro—hydraulicpositionservo型中的未建模动态、非匹配不确定性等问题，提高了系统的抗干扰性；文献[6]应用设计的自抗扰控制针对研究对象负载刚度的摄动，在其摄动的上、器进行电液位置同步系统的控制，通过对速度系统

6、下限分别进行系统参数辨识。系统主要参数为：电内部和外部扰动观测并加以补偿，减小了系统的同液伺服阀额定压力21MPa，额定流量30L／min，额步误差，提高了同步控制的精度。研究者在电液位定电流40mA，幅频和相频均在100Hz以上；电液伺收稿日期：2013～07—25修回日期：2013—09—02}中国博士后科学基金资助项目(2012M510982)作者简介：孙桂涛，博士生，主要从事电液伺服控制研究，E—mail：sunguitao86@163．com通讯作者：邵俊鹏，教授，博士生导师，主要从事电液伺服控制研究，E-mai

7、l：sjp566@sina．eom第8期孙桂涛等：电液位置伺服系统模糊速度补偿复合控制329服缸活塞、活塞杆及行程分别为50、35、200mm；伺服放大器增益K。=0．008A／V，位移传g感Ⅲ／器罂量程±100mm，增益=50V／m。液压压力传感器量程0～21MPa，增益Kp=2．38×10～V／Pa。实验时，供油压力6MPa，惯性负载25kg，弹性负载可调。辨识输入信号采用正弦扫频信号，幅值20mm，初始频率时间，s0．2Hz，每隔4个信号周期频率增加0．2Hz，最终频(a)率为12Hz。扫频输入信号及2种负载刚度条件

8、下系统实时响应曲线如图2所示。时间，s(b)图3模型输出曲线时间／sFig．3Modeloutputcurve图2辨识信号(a)小刚度(b)大刚度Fig．2Identificationsignalgg遥罂应用Matlab辨识工具箱，通过对输入输出信号进行去趋势、去均值处理，选用状态空间模型进行系统辨识，