針對旋壓機(jī)液壓系統(tǒng)的控制問題,設(shè)計一種結(jié)合擾動觀測的級聯(lián)控制器,對大直徑薄壁管旋壓機(jī)的旋輪進(jìn)行復(fù)合控制。為了克服系統(tǒng)參數(shù)不確定和各種干擾因素對旋輪壓下量的影響,提出通過擾動觀測對系統(tǒng)中不確定的參數(shù)進(jìn)行估計和補(bǔ)償,然后利用滑膜控制理論設(shè)計級聯(lián)控制器,使整個控制系統(tǒng)構(gòu)成位置閉環(huán)為控制外環(huán)、壓力閉環(huán)為控制內(nèi)環(huán)的結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)果與傳統(tǒng)的PID控制對比得出:該控制器可以有效減小負(fù)載擾動和不確定參數(shù)對系統(tǒng)的影響,提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度,減小液壓缸位移的跟蹤誤差,改善旋輪的位置控制精度。 

【文章來源】：液壓與氣動. 2020,(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

旋輪旋壓機(jī)電液伺服系統(tǒng)原理圖

根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定定理,所設(shè)計的擾動觀測和級聯(lián)控制器均穩(wěn)定,且閉環(huán)信號都穩(wěn)定。由此可得,結(jié)合擾動觀測的級聯(lián)控制器控制的旋壓機(jī)液壓系統(tǒng)位置壓力復(fù)合控制結(jié)構(gòu)框圖,如圖2所示。3 仿真分析

通過MATLAB/Simulink和AMESim軟件對系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真。給定液壓缸的位移,分別在無負(fù)載擾動狀態(tài)下和施加負(fù)載擾動狀態(tài)下對系統(tǒng)控制策略進(jìn)行分析,同時與PID控制策略進(jìn)行比較。由于任何周期信號通過傅里葉變換都可表示成許多不同頻率、不同幅值下的正弦信號的疊加。因此,為了驗證所提控制算法的合理性,分別給2種控制系統(tǒng)輸入頻率為0.5 Hz 正弦信號,如圖3所示。在液壓缸的位移跟蹤曲線圖中,實線0為給定位移曲線,虛線1為結(jié)合擾動觀測的級聯(lián)控制器的實際位移曲線,點劃線2為PID控制器的實際位移曲線;在液壓缸的位移誤差曲線圖中,實線A為結(jié)合擾動觀測的級聯(lián)控制器的實際位移和給定位移之間的誤差曲線,虛線B為PID控制器的實際位移和給定位移之間的誤差曲線。由圖3可明顯看出,采用結(jié)合擾動觀測的級聯(lián)控制器時系統(tǒng)的響應(yīng)速度明顯優(yōu)于采用PID控制器的系統(tǒng)響應(yīng)速度,系統(tǒng)的位移跟蹤誤差曲線在±0.1 mm范圍內(nèi),而采用PID控制器的系統(tǒng)位移跟蹤誤差曲線在-0.4～0.3 mm范圍內(nèi)。相比之下,采用結(jié)合擾動觀測的級聯(lián)控制器的位移跟蹤誤差比采用PID控制減小了71%左右,具有更好的快速性和準(zhǔn)確性,且在線性負(fù)載下位移跟蹤控制效果更好。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號：3490054