在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中,農(nóng)作物的防治趨向于智能化和機(jī)械化。對于大型植保機(jī)械的投入和應(yīng)用,不僅提高了噴藥效率,而且減少環(huán)境污染。其中噴灑精度是農(nóng)業(yè)植保的重要衡量指標(biāo)之一,但是由于路況的復(fù)雜,行走中的植保機(jī)噴桿會產(chǎn)生不規(guī)則運(yùn)動。噴桿的不規(guī)則運(yùn)動可能會造成對植被的重噴或者漏噴,嚴(yán)重時(shí)噴桿末端觸碰植被,甚至接觸到地面。因此噴桿的位置控制系統(tǒng)的研究,對提高噴桿噴灑效率和減少環(huán)境污染有著重要的意義。本文對噴桿噴霧機(jī)的噴桿建立了一種兩非對稱液壓缸電液伺服系統(tǒng)模型。分析了電液伺服系統(tǒng)的工作原理,以及系統(tǒng)中存在的非線性和參數(shù)不確定等特性。針對噴桿噴霧機(jī)在行走過程中產(chǎn)生的噴桿振動、傾斜和由于環(huán)境變化導(dǎo)致噴桿結(jié)構(gòu)中不確定參數(shù)產(chǎn)生漂移的問題,通過構(gòu)造一種新的Lyapunov函數(shù),設(shè)計(jì)了自適應(yīng)backstepping控制方法,使得噴桿噴霧機(jī)在行走過程中保證噴桿平衡以及始終與地面保持一定的高度。通過與不帶有自適應(yīng)的backstepping控制算法相比較,顯示了該控制算法有效的抑制了因環(huán)境變化引起系統(tǒng)中不確定參數(shù)漂移的影響。其次,自適應(yīng)backstepping控制算法沒有考慮到外部擾動以及環(huán)境變化導(dǎo)致的其他參數(shù)漂移問題,又提出了一種自適應(yīng)backstepping魯棒H_∞控制方法。采用Lyapunov方法構(gòu)造系統(tǒng)的存貯函數(shù),同時(shí)設(shè)計(jì)出系統(tǒng)方程的線性部分“虛擬”魯棒H_∞控制律,最終通過自適應(yīng)backstepping方法設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的全局控制律以及自適應(yīng)律。該控制器不僅直接針對系統(tǒng)的非線性特性和考慮參數(shù)漂移對系統(tǒng)的影響進(jìn)行直接設(shè)計(jì),而且能夠有效抑制外部擾動對輸出的影響。MATLAB仿真表明,本文設(shè)計(jì)的兩種控制算法對非線性電液伺服系統(tǒng)都有很好的控制性能。其中提出的自適應(yīng)backstepping魯棒H_∞控制方法還很好的彌補(bǔ)了自適應(yīng)的backstepping控制算法沒有考慮到外部擾動以及環(huán)境變化導(dǎo)致的其他參數(shù)漂移的不足,具有更強(qiáng)的魯棒性。
【學(xué)位單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S49;TP273
【部分圖文】：

為接下來的控制算法提供一定的方向。本章忽略其非線性，在模型的精確性方面有了很大的提高。桿系統(tǒng)描述描述機(jī)之所以能夠受到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的歡迎，正是由于噴桿式性。其幅寬通常是在 12m 以上，甚至可任意達(dá)到 42m 具有很好的工作效率。同時(shí)又是機(jī)械作業(yè)，使得加入桿式噴霧機(jī)對于農(nóng)作物的噴灑沉積量相比人工噴灑要用效率，并且減少環(huán)境污染程度。因此對于改善噴桿關(guān)心對象。因?yàn)樘镩g作業(yè)的植保機(jī)械會因?yàn)槁访娌黄接绊懯┧幮Ч�，�?yán)重時(shí)可能出現(xiàn)噴桿末端與作物碰撞桿的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖中可以知道噴桿的主要組成是桿末端的超聲波測距傳感器、固定支架和噴桿。

圖 2.2 電液位置伺服系統(tǒng)Fig. 2.2 Electro-hydraulic position servo system的工作原理具體為：當(dāng)需要產(chǎn)生新的期望的負(fù)載位行適當(dāng)?shù)母淖円詽M足期望的負(fù)載位置。將改變的指器的位置指令vx 分別轉(zhuǎn)化為指令電壓ru 和反饋電壓偏差電壓eu 。偏差電壓經(jīng)過放大元件的放大得到系制電壓指令控制滑閥閥芯的位移，進(jìn)而控制液壓缸推動負(fù)載到指定位置。此時(shí)的反饋點(diǎn)位器的電壓和滑閥閥芯就不會發(fā)生動作，液壓缸的流量和液壓缸穩(wěn)定的。當(dāng)負(fù)載的位置再一次偏離期望的設(shè)定位置器就會產(chǎn)生偏差，隨之系統(tǒng)的滑閥閥芯就會發(fā)生改就會發(fā)生改變，進(jìn)而使得液壓缸的活塞推動負(fù)載運(yùn)位置相一致。

ρ式中，dC 稱為排出系數(shù)，并且有：( )220 11v cdcC CCC A A= （2.8（2）伺服閥流量分析伺服閥是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置，它將電驅(qū)動指令轉(zhuǎn)換為執(zhí)行器液壓缸內(nèi)的流量和壓來控制液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。因此伺服閥主要是控制節(jié)流孔的開口方向，進(jìn)而控制壓缸的移動方向和行程。并且藉由控制節(jié)流孔的開口程度來使液壓系統(tǒng)能有更加精定位的效果。伺服閥的工作原理是當(dāng)伺服閥接受到伺服放大器的電壓時(shí)，電壓使得板發(fā)生漂移，造成噴嘴兩側(cè)的液體壓力差，使得閥軸移動造成流量變化，位移傳感產(chǎn)生相對應(yīng)的電壓變化，與期望的輸入電壓比較，直到輸入電壓和輸出電壓相同[48]如圖 2.4 所示的是三位四通滑閥原理圖�；谠撛韴D，可以將四通閥的工作原等效成一個(gè)四臂可變的全橋電路形式。
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本文編號：2837485