电液伺服系统的自适应滑模控制研究

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导弹电液伺服机构的变论域自适应模糊滑模控制

导弹电液伺服机构的变论域自适应模糊滑模控制

Va i b e Unie s a tv z y S i i g M o e Co r lf r r a l v r e Ad p i eFu z ld n d nto o M isl e to Hy r u i e v e h n s s ie Elc r - d a lc S r o M c a im
况下有效削弱滑模切换控制产生的抖振 。给 出 了相应的控制律 。设计 的控制 系统具 有 良好 的跟踪性能 , 高 了电 提
液伺服机 构的跟踪控制精度。仿 真实验结果验证 了该控制方案的有效性 。
关键 词 : 弹 电 液伺 服 机 构 ;变 论域 ;自适 应模 糊控 制 ;滑模 控 制 ; 振 导 抖 中 图分 类 号 : P 7 . T 23 4 文献 标 识 码 : A
LI Yu —e g ,LI Hu —e g HUANG h—i U n f n U a fn 2 Si q

( . eScn ri r nier gC lg , ’ 1 hax 10 5 C ia 2 1 Th eo dA tl yE gne n o ee Xi JS an i 0 2 , h ; .Mehn -l t neIsi t, l e i l a 7 n c ao e r i ntue E eo t
c a a tr t so o d a it O ta ea d i r v r c i g p e i o fmi i lcr - y r u i s ro me h n s .Th h r ce s i fg o b l y t r c n i c i mp o e ta kn r c in o s l ee to h d a l v c a i d s e ce m e
s lt n r ut h we h tti meh sef t e i ai e l mu o s s ̄ o d ta hs to wa f i . d c e v Kewo d : i i l t - y rui s ro me h ns ; Vaibe u ies ; Ad pie f z n rl Siig mo e y rs M s l ee r h d a l ev c a i se c o c m ra l nv re a t u y c to; l n d v z o d cn rl h te n o t ;C atr g o i

电液伺服系统的间接自适应模糊滑模跟踪控制

电液伺服系统的间接自适应模糊滑模跟踪控制

Re e r h o nd r c s a c n I ie tAda ie F z y S i i g M o e Tr c n ptv u z ld n d a ki g Co t o o e to H y r u i e v y tm n r lf r El cr - d a lc S r o S se
刘 云峰 缪 , 栋 方 文斌 粱树 晖 , ,
( . 二 炮 兵 工程 学 院 , 西 西安 7 0 2 ; . 1第 陕 1 0 5 2 第二 炮 兵 驻 8 0 6 2厂
军 代 室 , 北 武 汉 4 02 ; . 二 炮 兵 装 备 研 究 院 , 京 10 8 ) 湖 303 3 第 北 0 0 5
i hs p p r n t i a e .An d ptv u z y tm a do t d t e lc y t m ha a t r a a ie f z y s s e w sa p e o r pa es se c r ce .T hec nto a sd sgn d b ldng o r llw wa e i e y sii
0 引 言
电液 伺 服 系统 是 一 典 型 的 非 线性 系统 , 存 在 且 多个不 确定 因素 。这些 非线 性 和不确 定 性使 系 统 的
中, 系统 不确 定性 参 数 的界可 能是 未知 的 。 为此 , 对 电液 伺服 系统 的跟 踪控 制 , 文提 出 针 本 了一 个 间接 自适应 模 糊滑 模 的设计 方案 。
s th cn r1 wi o to .Th i lt n r s l h we h t t e p o o e p r a h wa ai c esmua i e u t s o d t a h r p s d a p o c s v l o s d.

电液伺服系统的建模与控制研究

电液伺服系统的建模与控制研究

电液伺服系统的建模与控制研究引言:电液伺服系统(Electro-Hydraulic Servo System)是一种广泛应用于机械领域的控制系统,其通过电气信号控制液压元件,实现对物体位置、速度和力的精确控制。

随着工业自动化技术的不断发展,电液伺服系统在工业生产中的重要性越来越突出。

本文将从电液伺服系统的建模与控制两个方面展开研究,深入探讨其原理和应用。

一、电液伺服系统的建模电液伺服系统的建模是研究其工作原理和特性的基础。

建模是将实际系统转化为数学模型,通过模型分析和仿真研究系统的性能。

电液伺服系统的建模过程涉及到液压传动、机械传动、电气传动以及控制算法等多个方面。

1. 液压传动的建模液压传动是电液伺服系统中最关键的部分,其负责将电信号转化为液压信号,并通过液压元件传递给执行机构。

液压元件包括液压泵、阀门、缸筒等。

液压泵将液体加压,并通过阀门控制液体的流动。

液压缸通过泵送的压力作用,实现对物体位置、速度和力的控制。

液压传动的建模需要考虑压力、流量、阀门开度等方面的变化,利用流体力学和控制理论进行数学描述。

2. 机械传动的建模机械传动是将液压力转化为机械力,实现力的传递和位置的控制。

机械传动包括齿轮传动、皮带传动、曲柄机构等,其目的是将液压系统提供的力矩和转速传递给负载。

机械传动的建模需要考虑传动效率、摩擦损耗等因素,通过机械动力学和力学原理进行数学描述。

3. 电气传动的建模电气传动是将输入信号转化为电气信号,并通过电子元件和电机来实现力和速度的控制。

电气传动包括信号转换、功率放大、速度控制等。

常见的电气传动元件有电阻、电容、电感等,电机则是实现力和速度控制的核心部件。

电气传动的建模需要考虑电路理论和电机原理,通过电路分析和电机模型进行数学描述。

4. 控制算法的建模控制算法是电液伺服系统中实现控制和调节的关键。

常见的控制算法有比例控制、PID控制、模糊控制等。

控制算法的建模需要考虑系统的动态特性和控制目标,通过控制理论和信号处理进行数学描述。

《电液位置伺服控制系统的模糊滑模控制方法研究》范文

《电液位置伺服控制系统的模糊滑模控制方法研究》范文

《电液位置伺服控制系统的模糊滑模控制方法研究》篇一一、引言电液位置伺服控制系统在工业自动化、航空航天、船舶导航等多个领域发挥着重要作用。

其核心任务是确保系统能够准确、快速地响应指令,并实现高精度的位置控制。

然而,由于系统内部及外部环境的复杂性,传统的控制方法往往难以满足现代高精度、高稳定性的需求。

为此,本文将探讨电液位置伺服控制系统的模糊滑模控制方法,以提升系统的性能。

二、电液位置伺服控制系统概述电液位置伺服控制系统主要由伺服电机、液压泵、执行机构及反馈装置等组成。

系统通过控制器接收指令,驱动伺服电机,进而控制液压泵的输出,使执行机构实现精确的位置控制。

然而,在实际运行过程中,系统会受到多种因素的影响,如负载变化、环境温度变化等,这些因素都会对系统的性能产生影响。

三、传统控制方法的局限性传统的电液位置伺服控制系统主要采用PID控制、自适应控制等方法。

这些方法在一定的条件下能够取得较好的控制效果,但在面对复杂的系统环境和多变的外部条件时,其控制效果往往不尽如人意。

主要表现为系统响应速度慢、稳定性差、精度低等问题。

因此,有必要对控制方法进行改进和优化。

四、模糊滑模控制方法研究针对传统控制方法的局限性,本文提出了一种基于模糊滑模控制的电液位置伺服控制系统。

该方法将模糊控制和滑模控制相结合,利用模糊控制对系统的不确定性进行估计和补偿,同时利用滑模控制的快速响应和强鲁棒性,提高系统的整体性能。

(一)模糊控制模糊控制是一种基于模糊集合理论的控制方法,能够处理系统中的不确定性和非线性问题。

在电液位置伺服控制系统中,模糊控制通过对系统状态进行模糊化处理,建立模糊规则库,实现对系统不确定性的估计和补偿。

(二)滑模控制滑模控制是一种变结构控制方法,其核心思想是根据系统当前的状态,实时调整控制器结构,使系统在滑动模态下运行。

在电液位置伺服控制系统中,滑模控制能够实现对系统状态的快速响应和强鲁棒性。

(三)模糊滑模控制的实现在电液位置伺服控制系统中,将模糊控制和滑模控制相结合,形成模糊滑模控制器。

电液位置伺服系统的滑模变结构控制研究(李绍博)

电液位置伺服系统的滑模变结构控制研究(李绍博)

Sunday, September 01, 2019
• 绪论 • 电液位置伺服系统的数学模型 • 电液位置伺服系统的滑模变结构控制 • 电液位置伺服系统的终端滑模控制 • 电液位置伺服系统的离散时间滑模控制 • 结论与展望
The College of Information Science and Engineering
终端滑模控制器设计
当电液位置伺服系统存在外部扰动时
x1 x2 x2 x3 x3 a2 x2 a3x3 bu d y x1
(4.16)
式中
a2

wh2 ,
a3

2hwh ,
b

Ksv Ks K pwh2 Ap
,
d

50 sin(2 t )
u


1 b
[a2
x2
a3x3 r
y x1
(2.15) (2.16)
式中a2 wh2,
a3 2hwh ,
b
Ksv Ks K pwh2 Ap
wh 49rad / s
h 0.25
Ap 0.001527m2
K p 0.001A /V Ks 100V / m Ksv 0.00833m3 /(A s)
Northeastern University
Sunday, September 01, 2019
电液位置伺服系统的终端滑模控制器设计
具有全局鲁棒性的终端滑模面设计
滑模面方程设计为
s c3e c4e c5e c3 p(t) c4 p(t) c5 p(t)
(4.1)
假设 p(t) : R R, p(t)为定义在0,的 n阶可微的连续函数对 于某个常数 T 0, p(t) 是在时间段 0,T 上有界的,并且满

《泵控电液位置伺服系统的滑模控制方法研究》

《泵控电液位置伺服系统的滑模控制方法研究》

《泵控电液位置伺服系统的滑模控制方法研究》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高,泵控电液位置伺服系统在众多领域中扮演着越来越重要的角色。

该系统具有高精度、快速响应及强适应性等特点,广泛应用于机床、船舶、航空航天等高精度作业领域。

然而,系统的稳定性和准确性是这类系统持续发展的重要指标。

因此,对泵控电液位置伺服系统的控制方法进行研究,特别是滑模控制方法的研究,具有十分重要的意义。

二、泵控电液位置伺服系统概述泵控电液位置伺服系统主要由电机、泵、阀和执行器等部分组成。

其中,电机驱动泵产生液压动力,通过阀的调节实现流量的控制,最终驱动执行器完成预定位置的任务。

该系统是一个典型的非线性、时变系统,其动态特性复杂,对控制方法有着较高的要求。

三、滑模控制方法原理滑模控制是一种变结构控制方法,其核心思想是根据系统当前的状态信息,有目的地进行控制律的切换,使系统状态按照预定“滑动模态”的状态轨迹运动。

在泵控电液位置伺服系统中应用滑模控制,可以有效克服系统的不确定性及外部干扰,提高系统的鲁棒性。

四、泵控电液位置伺服系统的滑模控制方法研究针对泵控电液位置伺服系统的特点,本文提出了一种基于滑模控制的控制策略。

首先,通过建立系统的数学模型,分析系统的动态特性和稳定性要求。

然后,设计适当的滑模面,使得系统状态能够在该滑模面上滑动,达到快速响应和准确跟踪的目的。

此外,为了克服系统的不确定性及外部干扰,采用自适应控制技术对滑模控制进行优化。

五、方法实施与实验分析在实施过程中,通过仿真和实际实验对所提出的滑模控制方法进行验证。

仿真结果表明,该方法能够使系统快速达到稳定状态,并实现准确的位置跟踪。

在实际实验中,该方法也表现出了良好的鲁棒性,有效克服了系统的不确定性及外部干扰。

与传统的控制方法相比,滑模控制在泵控电液位置伺服系统中表现出更优越的性能。

六、结论通过对泵控电液位置伺服系统的滑模控制方法进行研究,本文提出了一种有效的控制策略。

电液伺服力控系统的自适应滑模控制

电液伺服力控系统的自适应滑模控制
4 ( 原重 型机 械学 院机 电分 院 太
林 廷圻
( 西安交 通 大学)
摘要 :针对存在 确定 胜的 非线性 电浈伺服力控 系统 的跟踪控 制问题 ,基 于等价控制 的概 念,提 出了一种 自适 应 滑模控制律综台方法 .应用参数 自适 应的方法 ,消除不确定性对 控制性 能的影响,以达 到鲁棒跟踪控制 的 目的 。 为了证 明这种控制器 可行性 .利 用微 机实现 的该 控制器被应 用于某疲劳试验 机电液伺服 系统 ,实时控制 的结果验
AA: ( . △ () 2
A A必须满足如式( 的限制条件 。 2 ) 本 文 在传 统滑 模 控 制 中应 用 参 数 自适 应 的 方 法 ,来实现渐近稳定的滑模控制 ,自适应律用来消 除系统 参数 的不确 定性 , 以达 到鲁 棒跟 踪 的 目标 。
, ,
为此 , 系统式(] 对 1,首先选取如下滑模流型
度也有 所 不 同,但不 管参 数如何 变 化 ,它总 是有 界
分别 是系 统 的输出位 移 、速度 和力传 感 器所
测 量 到 的驱 动 力 , 则 系统 的状 态 空 间 描 述 可 表 示
为【
j ( (“ l △) 口 )
Y=[ 0 1 0 ] X
r 1 1
和 系统 式() 构 成 的 闭 环 系统 是 渐 近 稳 定 的 , 为 1所 此 ,可 以采 用 文 献 [】 5中极 点配 置 的方 法 或 者 化 为 二次 型最优 的方法 来选择 c的参 数 。
并使 整个 力控 制 系统对 系统 参数 的变 化 、不确 定性 增 益变 化及 扰 动 呈 现 强 的 鲁 棒 性 和 良好 的跟踪 性 能 。为此 ,我们 先 做如 下假定 ()系统 式() 1 1的标 称 系统 是可 以获得 的 ,即在 系 统式() 1中矩 阵 A、B 及 扰 动 F 的估计 A 、 亩 、 , 通过 分析 或辨 识是 能够得 到 的 。 ()控 制 增益 阵 6x满 足下 列条件 2 ( )

《电液位置伺服控制系统的模糊滑模控制方法研究》

《电液位置伺服控制系统的模糊滑模控制方法研究》

《电液位置伺服控制系统的模糊滑模控制方法研究》篇一一、引言随着工业自动化和智能化的发展,电液位置伺服控制系统在众多领域得到了广泛应用。

其控制精度和稳定性对于保障系统性能至关重要。

传统的控制方法往往面临参数整定困难、对非线性及不确定性的系统难以适应等问题。

因此,本文针对电液位置伺服控制系统,研究了一种基于模糊滑模控制的控制方法,旨在提高系统的控制精度和稳定性。

二、电液位置伺服控制系统概述电液位置伺服控制系统是一种以液压传动为基础,结合电子技术和控制理论的高精度、高响应速度的控制系统。

它广泛应用于航空、航天、船舶、机床等重工业领域。

系统主要由液压泵、液压缸、传感器和控制单元等部分组成。

然而,由于系统中的非线性和不确定性因素,传统的控制方法往往难以达到理想的控制效果。

三、模糊滑模控制理论模糊滑模控制是一种结合了模糊控制和滑模控制的控制方法。

它通过引入模糊逻辑来处理系统中的不确定性和非线性因素,同时利用滑模控制的快速响应和鲁棒性来提高系统的控制性能。

该方法在处理复杂系统和非线性系统时具有显著的优势。

四、模糊滑模控制在电液位置伺服控制系统中的应用针对电液位置伺服控制系统的特点,本文提出了一种基于模糊滑模控制的控制方法。

该方法通过模糊逻辑对系统中的不确定性和非线性因素进行估计和补偿,同时利用滑模控制的快速响应特性来调整系统的状态。

在控制器的设计过程中,我们采用了合理的模糊规则和滑模面设计,使得系统能够在不同工况下保持较高的控制精度和稳定性。

五、实验结果与分析为了验证本文提出的模糊滑模控制在电液位置伺服控制系统中的有效性,我们进行了大量的实验。

实验结果表明,与传统的控制方法相比,模糊滑模控制方法在提高系统的控制精度和稳定性方面具有显著的优势。

在面对系统中的不确定性和非线性因素时,模糊滑模控制能够快速地作出反应,并有效地进行补偿。

此外,我们还对不同工况下的系统性能进行了比较和分析,结果表明模糊滑模控制在各种工况下均能保持良好的性能。

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Abstract: For the chattering problem of sliding mode control (SMC) method, an adaptive SMC for electro-hydraulic servo system (EHSS) is presented. Factors causing system chattering are summarized for the uncertainties of EHSS. The corresponding control law and adaptive law are designed. Simulation results show that the proposed adaptive SMC for EHSS can effectively weaken the system chattering in comparison to the conventional SMC. Key words: control system emulation technique; electro-hydraulic servo system; sliding mode control; adaptive control
图1 Fig. 1
电液伺服系统示意图
Diagram of electro-hydraulic servo system
在活塞上的力的平衡,导致以下运动方程:
Fg = A1P 1 − A2 P 2 = Mt
d2 y dy + Bt + Ks y + FL, 2 dt dt
( 1)
其中, Fg 为活塞产生的力; P 1和 P 2 为气缸两室的压力; A 1 和 A2 为这两个室的阀芯面积; M t 为活塞和活 塞负荷的总质量; Bt 为活塞和负载的黏性阻尼系数; Ks 为负载弹簧常数; y 为活塞位移; FL 为任意负 载力。 定义负载压降 PL = P 1−P 2 ,并考虑到气缸是对称缸, Ap = A 1 = A2 ,式( 1)可写为
Adaptive sliding mode control for electro-hydraulic servo system
YU Jie, PENG Jinzhu
(School of Electrical Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China)
第 9 卷 第 10 期 2016 年 5 月
Vol.9 No.10 May 2016
电液伺服系统的自适应滑模控制研究
玉 洁,彭金柱*
450001) (郑州大学电气工程学院,郑州
摘要:针对滑模控制的抖振问题,提出电液伺服系统自适应滑模控制方法。将引起系统抖振的因素归纳于电液 伺服系统总不确定性,设计滑模控制律及自适应律。仿真结果表明,与常规滑模控制相比,电液伺服系统自 适应滑模控制可以有效削弱系统抖振。 关键词:控制系统仿真技术;电液伺服系统;滑模控制;自适应控制 中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1674-2850(2016)10-1035-07
1036
了一定程度的效果,但是它们都具备特定的使用范围,同时也存在着某些不足。比如:自适应控制的劣 势就是控制系统具有自振, H ∞ 控制计算量较大,而且还需要精确的数学模型。
1
电液伺服系统的数学模型
电液伺服系统由一个四通比例阀、液压缸及可变负荷力组成。其中,可变负载力用质量-弹簧-阻尼
系统来表示。电液伺服系统的示ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ图如图 1 所示。
0
引言
电液伺服控制技术是在自动控制技术和液压传动技术基础上发展起来的一种技术,采用电液伺服阀
实现电液转换,小功率电信号控制大功率的输出。电液伺服系统具有体积尺寸小、抵抗负载刚度大、响 应精确而迅速、可靠性高、信号处理灵敏、操作方便简洁等优点,可以迅速而精确地复现规律,实现大 功率输出。因此在工业方面应用广泛,如船舶上的消摆系统[1]和舵机操纵、连续生产线的跑偏控制[2]等。 但是,电液伺服系统是一个严重非线性、系统参数不确定性的控制系统,一般所处环境较为复杂,存在 外界扰动及交叉耦合扰动等,使得对其进行控制具有较大的难度。 并且在解决许多工程问题时发挥了 自适应控制[3~4]的引入增加了电液伺服系统的鲁棒性及控制精度, 积极有效作用[5~8]。但是,电液伺服系统在严重非线性不确定性的情况下,自适应控制算法趋向复杂化, 进而造成工程实现上的困难。 文献[9]将改善电液伺服控制系统的动静态性能作为出发点, 研究改进了 PID 神经网络控制算法,并将其应用于工程实际中。文献[10]采用遗传算法对电液伺服系统控制进行改进优 化,仿真结果表明优化后的控制效率非常高。文献[11]开发了一款基于遗传-神经网络的电液伺服阀智能 故障诊断系统,仿真结果表明这类智能故障诊断系统对于电液伺服系统的故障诊断具有非常理想的应用 效果。另外,还有一些科学研究人员提出了自适应控制、优化控制等各类方法[12~15]。以上控制方法取得
Mt
d2 y dy + Bt + Ks y + FL = Ap PL . 2 dt dt dy Vt dPL + , dt 4 β e dt
( 2)
应用流体连续性方程,得到以下方程:
QL = Ctp PL + Ap
( 3)
其中, QL = (Q1 + Q2 ) / 2 为负载流量, Q1 和 Q2 分别为两个室的流量; Ctp 为活塞总泄漏系数; β e 为有效体 积弹性模量;Vt 为两个室在压缩下的总体积。考虑到回油管压力通常比其他压力要小得多 (P0 ≈ 0) ,假设
基金项目: 高等学校博士学科点专项科研基金(20124101120001) 作者简介: 玉洁( 1989—) ,女,硕士研究生,主要研究方向:智能控制、电液伺服系统 通信联系人: 彭金柱,副教授,主要研究方向:非线性系统控制、机器人导航与控制. E-mail: jzpeng@
第 9 卷 第 10 期 2016 年 5 月 中国科技论文在线精品论文
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