液壓系統(tǒng)非線性自適應(yīng)反步控制方法的研究.pdf

1、鍛造液壓機(jī)由于鍛造速度快、控制精度好、自動(dòng)化程度高、工藝范圍廣以及節(jié)能、節(jié)材顯著，被認(rèn)為是鍛造設(shè)備的發(fā)展方向之一，是目前大型自由鍛錘及中小型普通水壓機(jī)的更新?lián)Q代產(chǎn)品。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，要求液壓機(jī)可以實(shí)現(xiàn)多對(duì)象控制、多軸同步控制，超低速運(yùn)行，高精度定位，以及實(shí)現(xiàn)整體的聯(lián)合控制。
　　 本文歸納總結(jié)了國內(nèi)外鍛壓機(jī)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，討論了液壓機(jī)的工作原理。闡述反步遞推算法基本概念。在深入分析等溫鍛造液壓機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行原理的

2、基礎(chǔ)上，建立了液壓機(jī)四缸系統(tǒng)整體數(shù)學(xué)模型。該模型是一個(gè)高階仿射非線性模型，變量的類型分別為壓力、位置和速度，所有變量在實(shí)際系統(tǒng)中均可觀測(cè)，同時(shí)液壓機(jī)四缸之間速度、壓力存在耦合關(guān)系，而且由于負(fù)載力的不斷變化，該系統(tǒng)模型參數(shù)具有不確定性。
　　 在建模的過程中，本文充分考慮了負(fù)載力變化對(duì)液壓機(jī)四缸同步的影響，建立了更加真實(shí)的仿射非線性模型。針對(duì)該模型，在李亞普諾夫穩(wěn)定性理論基礎(chǔ)上，創(chuàng)新的將反步遞推算法推廣到高階多輸入多輸出的仿射非線

3、性系統(tǒng)，并且在仿真中得到了很好的控制效果。應(yīng)用該算法，在液壓機(jī)壓力能力范圍內(nèi)，當(dāng)負(fù)載力發(fā)生變化時(shí)，依然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任意速度的準(zhǔn)確跟蹤，并實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)四缸的位置準(zhǔn)確同步。針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)負(fù)載力的劇烈變化，首次設(shè)計(jì)高階自適應(yīng)反步控制器，將參數(shù)自適應(yīng)性算法融入反步遞推設(shè)計(jì)之中，推導(dǎo)出參數(shù)自適應(yīng)率，該算法對(duì)參數(shù)的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性。仿真結(jié)果表明，自適應(yīng)反步控制器相對(duì)于直接反步控制器，在速度和位置跟蹤的同時(shí)，具有更強(qiáng)的抗干擾性能。自適應(yīng)反步遞推設(shè)計(jì)不需要對(duì)