液壓機非線性控制方法的若干問題研究.pdf

1、液壓機非線性控制方法的若干問題研究液壓機非線性控制方法的若干問題研究ResearchonRelevantProblemsofNonlinearControlMethodaboutHydraulicPress一級學科：控制科學與工程學科專業(yè)：控制理論與控制工程研究生：賈超指導教師：吳愛國教授天津大學電氣與自動化工程學院二零一二年九月I摘要基于非線性模型的液壓機高精度控制一直是該領域的研究熱點和難點，這主要是因為該領域尚存在一些關鍵問題至今

2、仍未得到較好解決，而與之相關的高效非線性控制策略研究亦有待完善和深入。為此，本文圍繞液壓機非線性控制方法的若干問題，開展了以下幾方面的研究工作：1.針對目前主流非線性控制方法仍然存在控制策略推導復雜、參數(shù)引入過多、對象特點針對性不強等問題，本文提出了基于Lyapunov直接法的控制器設計方法，為一類電液伺服系統(tǒng)找到了相應的Lyapunov函數(shù)，并給出了確定相關參數(shù)的具體方法，所設計的控制律保證了系統(tǒng)的收斂及穩(wěn)定性，為該領域的控制方法研究

3、提供了新的設計思路；2.針對單缸液壓機系統(tǒng)存在的較強負載擾動及參數(shù)不確定性等問題，本文為一類具有非正則高階模型的單缸液壓系統(tǒng)設計了基于已知干擾上確界的滑模自適應控制器，在保證滑模面可達的條件下，給出了增益及不確定參數(shù)的具體設計方法，使系統(tǒng)實現(xiàn)高精度跟蹤的同時，獲得了較強的魯棒性；3.通過對多缸液壓機的組成及原理分析，給出了多缸液壓機數(shù)學模型的一般描述，構(gòu)建了統(tǒng)一的標準模型，為各類多缸液壓機模型的進一步建立奠定了基礎，并以五缸及四缸系統(tǒng)為

4、例，給出了其具體建模過程；4.鑒于多缸液壓機的過驅(qū)動問題研究至今仍為空白，本文深入探討多缸液壓機的冗余控制方法，提出了采用控制分配理論解決多缸液壓機出力分配問題的控制策略，并形成了以控制分配為紐帶的多級控制器設計思路，解決了多點調(diào)平問題；在此基礎上，探索了基于動態(tài)控制分配策略的控制器設計方法，仿真實驗證明各個液壓缸得到了變化更為平緩的出力分配結(jié)果，改善了因負載力跳變等因素引起的液壓缸沖擊問題。5.探討了多缸液壓機的容錯控制問題，提出通過

5、考慮故障信息的容錯控制分配方法，充分調(diào)動非故障狀態(tài)執(zhí)行器輸出能力，以解決系統(tǒng)出現(xiàn)的局部故障問題，使得系統(tǒng)的原有性能得到完好的保持。綜合以上研究成果，本文針對液壓機非線性控制的若干問題，提出了一系列新型控制器設計策略，改善了傳統(tǒng)控制器設計存在的缺陷，解決了液壓機的出力分配、多點調(diào)平及容錯控制等問題，為實現(xiàn)液壓機的高性能控制提供了理論依據(jù)，推進了液壓機非線性控制方法的進一步研究與發(fā)展。關鍵詞：關鍵詞：液壓機；非線性控制；Lyapunov直接