本文關(guān)鍵詞：閥控非對稱缸系統(tǒng)的建模與控制方法研究　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：閥控非對稱缸系統(tǒng)因工作空間小、結(jié)構(gòu)簡單和承載能力大等優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用。然而,其結(jié)構(gòu)的不對稱性給系統(tǒng)的建模和控制帶來很大困難,成為制約系統(tǒng)性能進一步提升的最關(guān)鍵因素。因此,為滿足某些要求高性能場合的需要,針對當(dāng)前研究中存在的關(guān)鍵問題深入開展閥控非對稱缸系統(tǒng)新的建模和控制方法的研究是十分必要的,具有較好的理論研究意義和工程應(yīng)用價值。目前負載壓力定義未能充分考慮非對稱缸結(jié)構(gòu)的不對稱性和初始位置時液壓彈簧剛度并非最小,導(dǎo)致模型誤差大且穩(wěn)定裕量不足的問題,論文用等效承壓面積加權(quán)平均的方法和液壓彈簧剛度理論,建立了零開口閥控非對稱缸系統(tǒng)的線性模型,用參數(shù)加權(quán)平均的方法統(tǒng)一了兩個方向上不同的系統(tǒng)模型,此模型也可用于閥控對稱缸系統(tǒng)；而且,提出了相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計準則；在此基礎(chǔ)上,用諧波線性化方法建立了負開口閥控非對稱缸系統(tǒng)的線性模型,研究了負開口零位死區(qū)對系統(tǒng)性能的影響。系統(tǒng)建模中,泄漏量的一般計算方法和系統(tǒng)線性化方法導(dǎo)致模型誤差較大。針對此問題,論文首次采用考慮剪切流的泄漏量計算方法建立了精度較高的非線性模型；采用精確線性化方法對非線性模型進行了精確線性化,對線性化后的模型引入狀態(tài)反饋使之穩(wěn)定,從而解決以往精確線性化后難于實際使用的問題。針對一般控制方法難于有效解決控制性能和魯棒性相矛盾的問題,論文將內(nèi)�？刂坪妥兘Y(jié)構(gòu)控制相結(jié)合,提出了內(nèi)模變結(jié)構(gòu)控制新方法,分別研究了線性模型和非線性模型精確線性化后的內(nèi)模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng),提高了系統(tǒng)的控制性能和魯棒性。論文主要研究工作和成果如下：(1)線性建模研究。研究結(jié)果表明,本文所建線性模型的模型精度和動態(tài)性能優(yōu)于一般模型,零位死區(qū)對自振幅值、自振頻率,階躍響應(yīng)的峰值時間和靜動態(tài)控制精度等系統(tǒng)性能產(chǎn)生一定影響,仿真與試驗驗證了建模方法和線性化零位死區(qū)方法的有效性,為一般場合的應(yīng)用提供模型參考。(2)非線性建模及其精確線性化研究。研究結(jié)果表明,所建非線性模型和精確線性化模型具有較高的模型精度,仿真與試驗驗證了泄漏量計算新方法和精確線性化方法的有效性,為高性能場合的應(yīng)用提供模型參考。(3)內(nèi)模變結(jié)構(gòu)控制方法及試驗研究。研究結(jié)果表明,線性模型的內(nèi)模變結(jié)構(gòu)控制較PID控制具有更好的穩(wěn)態(tài)跟蹤性能和動態(tài)性能,而且還具有良好的魯棒性；非線性模型精確線性化后的內(nèi)模變結(jié)構(gòu)控制較線性模型的內(nèi)模變結(jié)構(gòu)控制具有更好的穩(wěn)態(tài)控制精度和更平穩(wěn)的動態(tài)過渡過程,試驗驗證了控制方法的有效性,可為高性能系統(tǒng)的研制提供控制方法上的參考與借鑒。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH137

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本文編號：1353405