当系统在含负值弹性刚度负载的作用下,会出现开环系统本质不稳定的问题,现有校正虽能解决负值弹性刚度作用下的系统稳定性,但其在负载弹性刚度变化较大时仍无法实现对指令信号的快速准确跟踪。本文以电液位置伺服系统为研究对象,主要针对由于负载弹性刚度变化和外负载力扰动引起的系统稳定性差、频宽窄和控制精度低等问题。采用李雅普诺夫直接法,使在负载弹性刚度变化和外负载力扰动的条件下系统输出能稳定地跟踪指令信号并具有较快的响应速度和较高的精度。主要工作如下:(1)以大口径蝶阀气流流量控制中的流动为研究对象,通过数值仿真的方法,求解出阀门开度控制过程中驱动力矩与开度的实时关系:随着开度的增大,阀板的力矩特性呈先单调递增,达到最大值后之后蝶阀力矩又开始单调递减的规律;并借此典型负载,探究出负载弹性刚度为一个与输出位移有关的参变量。(2)对电液位置伺服系统的工作原理进行了描述,结合现有研究基础,跟据系统液压动力部分和电气控制部分中各环节的数学方程,整理了系统整体的数学模型,通过对系统适当的线性化处理,得到了电液位置伺服系统的闭环传递函数和系统控制框图。(3)对电液位置伺服系统的数学模型进行分析,将数学模型因式分解化为标准形式,整理出系统的综合固有频率、综合阻尼比等重要参数的表达式;讨论了负载刚度、外负载力扰动的变化对系统特性的影响。(4)根据系统闭环传递函数整理出系统的状态空间表达式,利用李雅普诺夫直接法的反演方式求解系统渐近稳定条件,给出了求取控制律的一般性方法,并通过李雅普诺夫理论证明其稳定性;构造了前向通道串联微分控制补偿器和与动力机构并联的带可调液阻机液补偿器,通过数量级比较,简化控制器参数,使所论控制算法得到具体实现。(5)利用一组典型的系统结构参数,借助Simulink仿真软件建立了仿真模型并在不同工况下进行仿真。仿真结果表明:与动压反馈校正效果相比,系统在采用包含前向通道串联微分补偿器和与动力机构并联的带可调液阻机液补偿器的复合控制后,幅值裕度和相位裕度得到一定提升,分别达到45.6dB和88.9?。采用复合控制后,系统空载时稳态误差小于0.01%,且系统在不同特性负载作用下的响应几乎一致,调整时间不超过0.03s,稳态误差不超过0.15%;在突变负载扰动下,系统能在0.02s内达到稳态,稳态误差小于0.183%。采用复合控制后的电液位置伺服系统的动态特性和稳定裕度得到大幅度提升。