本文選題：電液伺服系統(tǒng)　切入點(diǎn)：飽和約束　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目為背景,針對(duì)實(shí)際電液伺服系統(tǒng)中所包含的物理約束,以實(shí)現(xiàn)電液伺服系統(tǒng)的高精度位置跟蹤為目的,開展了電液伺服系統(tǒng)先進(jìn)非線性魯棒控制策略研究,研究?jī)?nèi)容主要集中在以下幾方面展開:1、建立考慮約束的電液伺服系統(tǒng)非線性數(shù)學(xué)模型。電液伺服系統(tǒng)本身是高度非線性的,同時(shí)還存在大量模型不確定性。本文在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)考慮了影響系統(tǒng)性能的飽和、時(shí)滯約束等因素,針對(duì)這些因素進(jìn)行控制器設(shè)計(jì),從而實(shí)現(xiàn)電液伺服系統(tǒng)的高性能控制。2、考慮飽和約束的電液伺服系統(tǒng)控制策略。大多數(shù)控制器在設(shè)計(jì)過程中往往會(huì)忽略實(shí)際系統(tǒng)中的物理限制,這樣的控制器在實(shí)際應(yīng)用過程中一旦系統(tǒng)發(fā)生飽和現(xiàn)象,將使系統(tǒng)性能惡化。本文在魯棒控制思想的基礎(chǔ)上考慮了飽和約束,利用雙曲函數(shù)的特性,設(shè)計(jì)出一種新型的飽和魯棒控制策略,用盡可能低的保守性實(shí)現(xiàn)電液伺服系統(tǒng)的高性能控制,使得控制器更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。3、考慮時(shí)滯約束的電液伺服系統(tǒng)控制策略。實(shí)際電液伺服系統(tǒng)由于各元件的影響必然會(huì)存在一定的時(shí)滯。為了獲得更好的控制性能,本文設(shè)計(jì)了一種新型的控制器,通過設(shè)計(jì)一個(gè)延遲補(bǔ)償信號(hào)以獲得一個(gè)無延遲的開環(huán)誤差系統(tǒng),結(jié)合李雅普諾夫-克拉索夫斯基(Lyapunov-Krasovskii)泛函方法來消去時(shí)滯帶來的影響。此外,本文還提出一種考慮時(shí)滯及飽和約束的控制方法以實(shí)現(xiàn)更為普遍的電液伺服系統(tǒng)高性能控制。4、電液伺服系統(tǒng)的全歷程高精度位置跟蹤控制策略。以往的控制器往往并不能夠兼顧到系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和瞬態(tài)性能。本文設(shè)計(jì)了一種新型的控制策略,通過借鑒瞬態(tài)性能優(yōu)秀的自適應(yīng)魯棒控制策略和穩(wěn)態(tài)性能優(yōu)秀的誤差符號(hào)魯棒積分控制策略,將兩種控制策略進(jìn)行融合,使得電液伺服系統(tǒng)在有外干擾的情況下能實(shí)現(xiàn)全歷程高精度位置跟蹤控制。5、通過MATLAB/Simulink仿真及性能對(duì)比從多方面驗(yàn)證控制器的有效性及優(yōu)越性。
[Abstract]:Based on the project of National Natural Science Foundation, aiming at the physical constraints contained in the actual electro-hydraulic servo system, the purpose of this paper is to realize the high-precision position tracking of the electro-hydraulic servo system. The advanced nonlinear robust control strategy of electro-hydraulic servo system is studied. The research focuses on the following aspects: 1. The nonlinear mathematical model of electro-hydraulic servo system considering constraints is established. The electro-hydraulic servo system itself is highly nonlinear. At the same time, there are a lot of uncertainties in the model. In this paper, the factors affecting the system performance, such as saturation and time-delay constraints, are considered in the mathematical model, and the controller is designed according to these factors. Therefore, the high performance control of electro-hydraulic servo system is realized, and the control strategy of electro-hydraulic servo system with saturation constraint is considered. Most of the controllers often ignore the physical limitation of the actual system in the design process. This kind of controller will make the system performance deteriorate once the saturation phenomenon occurs in the practical application. In this paper, the saturation constraint is considered on the basis of the robust control theory, and the hyperbolic function is used to make use of the property of the hyperbolic function. A novel saturated robust control strategy is designed to achieve the high performance control of electro-hydraulic servo system with the lowest possible conservatism. The controller has more practical application value. 3. The control strategy of electro-hydraulic servo system with time-delay constraints is considered. The actual electro-hydraulic servo system will inevitably have a certain delay due to the influence of each component. In order to obtain better control performance, In this paper, a new controller is designed to eliminate the effects of delay by designing a delay compensation signal to obtain an open loop error system without delay and a Lyapunov Krasovsky Lyapunov-Krasovskii functional method. In this paper, a control method considering time delay and saturation constraints is also proposed to realize the more general high performance control of electro-hydraulic servo system .4. the full history and high precision position tracking control strategy of electro-hydraulic servo system. In this paper, a new control strategy is designed, which can not take into account the steady-state and transient performance of the system. The adaptive robust control strategy with excellent transient performance and the error symbol robust integral control strategy with excellent steady-state performance are used to integrate the two control strategies. The electro-hydraulic servo system can realize the full-course high-precision position tracking control .5. the effectiveness and superiority of the controller are verified by MATLAB/Simulink simulation and performance comparison.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH137;TP273

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本文編號(hào)：1633504