混合靈敏度控制方法在直驅(qū)式液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、現(xiàn)代液壓伺服系統(tǒng),由于工況的變化以及一些不確定因素,所以普遍存在較大程度的參數(shù)變化和負(fù)載干擾。對于位置控制系統(tǒng)來說,傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)具有功率密度比大、精度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于航天、航空、機(jī)械等國防及民用行業(yè)中。直驅(qū)式電液伺服系統(tǒng)使用交流伺服電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電液伺服閥,通過改變泵的轉(zhuǎn)速來改變其輸出流量,所以其具有節(jié)能高效、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、對油液過濾精度要求低且易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制等顯著優(yōu)點(diǎn),是目前液壓控制新的發(fā)展方向之一。本文在查閱國內(nèi)

2、外有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,綜述了國內(nèi)外電液伺服系統(tǒng)和魯棒控制發(fā)展的概況以及直驅(qū)式電液伺服系統(tǒng)的工作原理。著重解決了控制理論在實(shí)際直驅(qū)液壓系統(tǒng)中應(yīng)用所遇到的問題,特別是魯棒性能設(shè)計(jì)中遇到的問題。文中建立了交流伺服電機(jī)以及直驅(qū)式電液伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并針對系統(tǒng)特點(diǎn)以及魯棒控制中混合靈敏度理論設(shè)計(jì)了魯棒H_∞控制器,確定了相關(guān)參數(shù)。之后,針對系統(tǒng)不同的慣性負(fù)載及脈沖干擾,進(jìn)行了階躍信號和正弦信號響應(yīng)仿真研究。在設(shè)計(jì)魯棒H_∞控制器的過程中,為了減

3、少控制器的階次,對原系統(tǒng)模型進(jìn)行了降階處理。并且為滿足控制器的求解條件以及權(quán)函數(shù)能夠很好的反應(yīng)系統(tǒng)的性能要求,反復(fù)進(jìn)行了權(quán)函數(shù)的選取。由于系統(tǒng)也存在著快速性差的問題,為此本文根據(jù)魯棒控制的思想,結(jié)合PID控制完成了直驅(qū)式電液伺服系統(tǒng)的仿真及實(shí)驗(yàn)。針對系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)精度以及抗干擾能力,進(jìn)行了變負(fù)載、變電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,應(yīng)用在直驅(qū)式液壓系統(tǒng)中的H_∞混合靈敏度方法能夠有效地提高系統(tǒng)精度,增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論