【摘要】： 本課題研究的液壓伺服系統(tǒng),是以閥控非對稱液壓缸輸出力作為被控對象。由于被控對象本身具有動態(tài)性能不對稱,系統(tǒng)精度低,穩(wěn)定性差等缺點,而自適應(yīng)控制具有消除模型化誤差,抑制外界干擾及本身參數(shù)變化等優(yōu)點。因此將基于平衡點穩(wěn)定定理的模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計理論應(yīng)用于閥控非對稱缸力系統(tǒng)中,其基本原理是使自適應(yīng)控制誤差隨時間的推移而趨向于零,自適應(yīng)控制器設(shè)計的目的是尋找使被控系統(tǒng)的輸出漸近一致的跟隨參考模型的輸出的控制輸入,以此來改善被控系統(tǒng)的性能。用軟件控制的方法使閥控非對稱缸力系統(tǒng)具有理想的輸出,從而改善了對稱滑閥控制非對稱液壓缸力系統(tǒng)存在的動態(tài)性能不對稱,系統(tǒng)精度低,穩(wěn)定性差,響應(yīng)速度慢等缺點。 本文首先建立了基于Simulink的閥控非對稱缸力系統(tǒng)較精確的模型,通過仿真分析其系統(tǒng)性能,得出控制目標(biāo)。然后選取滿足要求的參考模型,根據(jù)基于平衡點穩(wěn)定定理的模型參考自適應(yīng)控制原理設(shè)計自適應(yīng)控制器。最后,將所設(shè)計的自適應(yīng)控制器應(yīng)用于閥控非對稱缸力系統(tǒng)中進(jìn)行仿真研究,通過仿真確定控制器的最佳控制參數(shù)。仿真試驗結(jié)果表明:在系統(tǒng)中應(yīng)用自適應(yīng)控制器后,消除了系統(tǒng)輸出力正反向的動態(tài)不對稱;大大減小了模型化誤差的影響,有效的抑制了系統(tǒng)換向時產(chǎn)生的較大壓力突變和系統(tǒng)振動,提高了系統(tǒng)的跟蹤精度,保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,同時使系統(tǒng)具有良好的跟蹤能力和復(fù)現(xiàn)能力。在考慮伺服閥的動態(tài)特性時,為保證系統(tǒng)性能,在仿真系統(tǒng)反饋輸入端加入飽和非線性環(huán)節(jié)來控制自適應(yīng)誤差,使其輸出精度更高。自適應(yīng)控制方法在參數(shù)變化及存在外界干擾的情況下,比傳統(tǒng)控制方法具有更高的跟隨性和控制精度。 通過大量仿真試驗,證明了自適應(yīng)控制能夠有效地改善對稱閥控制非對稱缸力系統(tǒng)的動態(tài)性能,具有較強的自適應(yīng)能力和較高的控制精度,模型參考自適應(yīng)控制理論應(yīng)用于液壓系統(tǒng)中是一種非常合適的控制方法。
【圖文】：

圖 2-1 參考模型自適應(yīng)控制器方塊圖Fig.2-1 Block diagram of reference model adaptive controller2.4 本章小結(jié)本章首先介紹了自適應(yīng)控制的基本概念、分類、自適應(yīng)控制方式和設(shè)計方法，然后介紹了自適應(yīng)控制理論基礎(chǔ)，最后在上述理論基礎(chǔ)指導(dǎo)下用基于平衡點穩(wěn)定定理的方法設(shè)計模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)，此方法適用于被控對象形式已知但參數(shù)變化的系統(tǒng)。對于本課題的控制對象—閥控非對稱缸力系統(tǒng)，只知道被控對象的階數(shù)，但是活塞正反兩個運動方向上的參數(shù)并不確定而且具有時變性，這樣在處理時可把它當(dāng)作已知形式但參數(shù)未知的系統(tǒng)，從而可以應(yīng)用基于平衡點穩(wěn)定定理的自適應(yīng)控制理論進(jìn)行控制。為設(shè)計模型參考自適應(yīng)控制器做好了準(zhǔn)備。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第3章 液壓力系統(tǒng)的建模與分析研究電液力控制系統(tǒng)是電液伺服系統(tǒng)的一種，在工程上亦有應(yīng)用，如疲勞試驗加載系統(tǒng)、飛機防滑剎車系統(tǒng)、張力控制系統(tǒng)及負(fù)載模擬裝置等。它可分為兩種類型：若力指令信號為負(fù)載運動量函數(shù)時，稱為被動式力控制系統(tǒng)，簡稱加載系統(tǒng)；若力指令信號與負(fù)載運動量無關(guān)時，稱為主動式力控制系統(tǒng)。主動力控制系統(tǒng)又分為兩種：如果力的檢測量中不包括負(fù)載質(zhì)量時，，稱為主動式檢測負(fù)載力的力控制系統(tǒng)，簡稱負(fù)載力控制系統(tǒng)；如果力的檢測量中包括負(fù)載質(zhì)量力時，簡稱驅(qū)動力控制系統(tǒng)[13]。3.1 電液力伺服系統(tǒng)組成圖 3-1 為閥控非對稱缸的動力機構(gòu)原理圖，主要由電液伺服閥、液壓缸或液壓馬達(dá)、負(fù)載質(zhì)量、負(fù)載彈簧以及負(fù)載阻尼等部件組成。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TH137

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本文編號：2705715