泵阀回路并联驱动电液伺服系统控制策略研究

来源 :太原科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoge1011
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液压控制技术广泛应用于液压升船机、多自由度试验平台等重载长行程单出杆液压缸控制系统,这些控制系统不仅控制性能要求高,而且节能意义重大。但是,当前泵控回路虽然能耗低、工作效率高,但动态特性较差;传统阀控回路虽然控制精度高,但能量利用率低。因此,课题组结合泵控回路具有高效能和阀控回路具有高性能的特点,提出泵阀并联驱动非对称液压缸控制回路。在泵阀并联驱动非对称缸系统中,泵阀两个回路之间不仅相互协调,也会相互影响,构成一个复杂的系统。本文提出了该系统的控制方案,对其中的泵阀协调控制策略、泵阀并联双回路平滑切换、回路控制算法等方面进行了研究。针对阀控和泵控回路的协调工作,研究了协调控制策略,该策略以动态运行过程中泵控回路工作,稳态运行过程中阀控回路工作为原则;以液压杆的位移误差和速度为条件,判断泵阀回路的切换。目的是为了实现该系统的高效能和高性能运行,通过仿真验证了所设计的协调控制策略的有效性。针对泵阀回路在切换的过程中存在冲击,采用了基于模糊推理的模糊切换控制器。该控制器以液压杆的位移误差和速度作为输入,以切换系数作为输出,根据切换系数来对泵阀并联回路进行平滑切换。仿真研究表明,模糊切换控制器可以减小两个回路切换时给系统带来的冲击,同时能够提高系统的性能和效能。针对系统具有非线性、模型参数的不确定性以及单出杆缸双向运行的不对称性等特点,本文采用了模型参考自适应控制器。通过AMESim-MATLAB联合分析,分别得到了泵控缸子系统和阀控缸子系统的线性模型,并验证了模型的有效性,在此基础上选择出合适的参考模型。以液压杆的位移、速度、加速度作为状态变量,根据参考模型、系统线性模型以及Lyapunov稳定性原理,设计了该控制器的控制律。与PID控制器相比,该控制器提高了泵阀并联驱动非对称缸系统的动态性能。
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