基于MATLAB的电液位置伺服系统设计及仿真

电液位置伺服控制装置设计的重点和难点是建立电液位置伺服控制系统的数学模型和传递函数及开环增益系数的确定。通过设计一种数控机床工作台的电液位置伺服控制装置,对数学模型和传递函数的建立做了详细介绍,并在MATLAB环境下对电液伺服控制系统进行仿真,确定出使系统稳定的开环增益。同时应用频率响应法对电液伺服控制系统的性能进行分析,从而得到满足要求的可靠电液伺服系统参数和满足设计要求的稳定电液位置伺服控制装置。     

动压缸电液伺服压力系统自适应差分进化辨识

根据轨道路基测试装置工作原理,建立了动压缸电液伺服压力系统AMESim模型,理论推导出该系统传递函数。针对标准差分进化算法早熟问题,构造了一种可以自动调节变异因子、变异算子和交叉因子的自适应差分进化算法。设计了基于该系统AMESim模型的参数辨识方案,进行了自适应差分进化算法与其他算法的对比仿真,验证了该算法具有良好的辨识精度和收敛性,给出了动压缸负载开环传递函数辨识参数,并通过自适应差分进化算法获得了伺服阀系统开环传递函数辨识参数。最后给出了动压缸电液伺服压力系统传函参数,通过与该系统AMESim模型对比仿真,验证了该辨识参数的有效性。     

履带板疲劳试验台电液伺服控制系统建模与仿真

伺服放大器是电液控制系统中的第一环节,其性能优劣直接影响着系统控制性能和可靠性。文中通过对疲劳试验台电液伺服系统分析,建立阀控缸系统的数学模型,推导出输出位移、负载压力传递函数。用MATLAB对系统进行动态仿真和校正,根据仿真结果设计和选取伺服放大器。     

液压助力转向器疲劳试验机液压系统建模与分析

对液压助力转向器(HPS)疲劳试验机液压马达位置控制建立数学模型,进行模型分析,并根据伺服放大器、伺服阀及液压马达的相关参数确定系统开环传递函数,然后对其进行时频域分析。通过分析,系统虽然存在较大的稳态误差,还需要进行其他比例-积分-微分(PID)控制策略等加以校正以改善系统的控制性能,但是稳定时间较长,稳定性大大提高,达到试验台20 Hz的测控稳定性要求。     

三类伺服阀控制电液负载模拟器的研究

建立了三类伺服阀(流量伺服阀、压力伺服阀、流量-压力伺服阀)控制的电液负载模拟器数学模型,分析了它们加载和克服多余力矩的机理,并进行了仿真和实验研究,为设计和选用被动式电液伺服加载系统中的伺服阀,更好地克服多余力矩以提高系统性能提供了依据。     

高压气动系统负载容腔压力伺服控制仿真研究

为满足某气体发生系统安装空间小、重量轻、动态响应快、控制精度高等要求,设计了高压气动压力伺服控制系统,并采用高压电-气伺服阀实现了负载压力的高响应高精度控制。建立了系统数学模型,包括高压气瓶热力学方程、高压电-气伺服阀传递函数与流量方程、负载容腔压力变化与排气流量方程等子模型,并设计了反馈线性化PID控制器。基于MATLAB/Simulink平台建立了高压气动系统仿真模型,仿真研究了高压气瓶容积与初始气源压力、负载容腔排气孔通径等参数对系统负载压力控制性能的影响规律。研究结果为该系统的优化设计与实验研究提供重要理论依据。     

电液速度伺服系统的PID控制与单片机实现

根据电液速度伺服系统的传递函数,确定其开环增益K,利用MATLAB／Simuiink软件进行仿真。通过对PID控制器的3个参数进行调节并仿真,得出最优参数。通过单片机实现其控制规律。     

重载足式机器人单关节驱动系统H_∞控制器的设计

针对某节能型重载足式机器人单关节电液伺服驱动系统动态跟踪问题,对重载足式机器人节能型单关节电液伺服驱动系统特性、H_∞控制等方面进行了研究,建立了系统数学模型,提出了采用扩展H_∞混合灵敏度控制,引入了转换环节,将实际对象虚轴极点转换到传递函数或控制器中,解决了因单关节电液伺服驱动系统传递函数分母存在积分环节引起的奇异H_∞问题。通过采用扩展H_∞混合灵敏度三块加权函数法求解H_∞控制器,选择适当的加权函数,基于Matlab/Robust工具箱,设计了扩展H_∞混合灵敏度控制器,基于Matlab/Simulink平台搭建了系统仿真模型,对扩展H_∞控制的单关节电液伺服驱动系统动态跟踪特性及其系统稳定性进行了评价。仿真实验结果表明,H_∞控制系统满足鲁棒性及鲁棒性能要求,控制系统动态响应满足2 Hz正弦信号双十指标要求。     

基于挤压油膜理论的二维电液压力伺服阀稳定性分析

针对飞机液压刹车系统,设计了一种2D电液压力伺服阀,以2D伺服螺旋机构为导阀,通过弹簧与主阀联动,采用直线位移传感器形成闭环位置反馈,精确控制出口压力;基于挤压油膜理论设计阀体结构,增大系统阻尼比,提高系统稳定性;在建立阀和油膜缓冲数学模型的基础上,仿真分析了主阀正开口量与弹簧变形量和主阀输出压力之间的关系,确保该阀具有良好的电流-压力特性;对初始系统、减小开环放大系数和增大系统阻尼比三种情况进行了稳定性仿真分析,验证了引入油膜阻尼缓冲设计的必要性。     

基于定量反馈理论(QFT)的三轴仪轴向力伺服控制系统的研究

以电液伺服三轴仪伺服轴向力的伺服系统为研究对象,采用定量反馈理论(QFT)设计的鲁棒控制器进行控制其设计,并利用AMESim软件建立液压系统的动态数学模型,代替传统的传递函数所建立模型的进行联合仿真。研究表明,QFT控制器可以有效抑制参数扰动,如弹性负载刚度变化、油液有效体积弹性模数变化,系统摩擦力变化。工程上易于实现,可以有效地改善伺服三轴仪的控制性能。     

电液步进油缸特性的理论分析及试验研究

针对在高炉和连铸机等重工业恶劣工况下,采用传统液压伺服系统,抗油液污染能力低、可靠性差等问题,依据直接位移反馈闭环控制原理,结合数字化控制方式,开发了步进式电液控制液压缸。阐述了电液步进缸的工作机理,并对其进行数学建模和理论分析,建立了系统传递函数方框图。在试验台上对电液步进缸的内泄漏流量、十脉冲精度、一步精度、重复位置精度和频率响应等静动态性能进行测试,结果表明,电液步进缸在开环状态下也具有较高的控制精度和响应速度,可靠性高、抗油液污染能力强。     

水下滑翔机深度模拟装置仿真及实验研究#br#

深度模拟装置是水下滑翔机半实物仿真的重要组成部分。针对水下滑翔机深度模拟的需求,设计了一种采用电液压力伺服控制系统的深度模拟装置,以此为研究对象,建立数学模型并基于PID控制策略完成仿真分析,仿真结果表明,设计的系统在理论上能够满足模拟装置的要求。以此为基础搭建试验平台,并进行实验研究,实验结果表明,深度模拟装置可以实现准确的压力控制,从而在实验室条件下为水下滑翔机提供精确的深度变化环境,同时也验证了所构建数学模型及控制器设计的正确性。     

离散数字液压高效防滑刹车算法

飞机刹车系统是重要的飞机子系统之一。液压刹车系统是目前主流的飞机刹车系统,通常采用电液伺服阀作为刹车控制阀。针对电液伺服阀对污染敏感,易堵塞,造成机轮打滑、抱死等重大事故的缺陷,设计了一种离散数字液压飞机刹车系统。对飞机刹车过程进行分析并建立了数学模型,基于数学模型搭建了飞机刹车半实物仿真系统。提出了一种离散数字液压高效防滑刹车算法,通过控制开启数字阀的组合形式,进而控制刹车及打滑过程中压力变化的速度,有效实现防滑刹车,并在搭建的半实物仿真系统中得到了验证。     

液压驱动单元力控系统建模及其性能影响因素研究

以四足机器人关节驱动器 液压驱动单元为研究对象,依据液压驱动单元的结构组成原理,采用机理建模的方法,建立其力控系统数学模型,该模型包含了基于辨识得到的伺服阀三阶传递函数、伺服阀的压力 流量非线性环节、伺服缸两腔容积变化因素等。建立液压驱动单元力控系统框图,并利用MATLAB/Simulink平台建立其仿真模型,采用实验测试与仿真分析相结合的方法,研究不同工作参数和不同给定信号下的液压驱动单元力控性能。研究结果表明：比例增益、供油压力、力阶跃量及正弦频率等参数均会对液压驱动单元的力控性能产生影响,该研究工作对四足机器人各关节高性能的力控方法研究提供了理论和实验基础。     

液压软管脉冲试验机电液伺服系统的设计与研究

随着我国飞机、汽车、工程机械的快速发展,对液压系统的管路及附件的耐压性、抗冲击性及其可靠性提出了更高的要求。根据对液压软管的液压脉冲实验要求设计了液压软管压力脉冲试验机电液伺服系统,并针对正弦波、水锤波的不同类型输入信号对系统进行了仿真研究,根据试验机周期性测试任务以及电液伺服系统非线性的特点,采用了重复控制和PID控制的复合控制策略,仿真结果表明此控制方法可以提高压力跟踪精度、动态特性和系统的鲁棒性。通过设计基于LabVIEW虚拟仪器和PLC的测控系统,对系统进行实验研究。仿真结果和实验结果研究相比表明,所设计的液压伺服系统可以满足用户提出的严格测试要求。     

基于干扰观测器的电液伺服系统反馈线性化滑模控制

为抑制电液伺服系统中各种非线性因素及不确定干扰,提出了基于输入输出反馈线性化的滑模控制与非线性干扰观测器相结合的控制策略以提高其位置控制跟踪精度。以电液振动台为试验对象,建立其非线性控制模型,利用李雅普诺夫稳定性理论保证了位置闭环系统的全局稳定性。利用MATLAB/Simulink对设计的控制器进行了仿真验证,结果验证了提出的控制器的可行性。为了模拟实际环境下存在不确定干扰,在位置电液系统基础上增加了电液加载系统,开展了试验研究。结果表明,该控制器能有效的提高干扰下电液伺服系统的位置跟踪性能。     

带钢卷取机电液伺服跑偏控制系统特性分析

该文在分析了电液伺服系统数学模型的基础上,对液压元件进行了静、动态计算及分析,并用MATLAB中的动态仿真工具SIMULINK构造了电液伺服控制系统仿真模型并对其进行仿真,从而得到更为优良的设计参数,使系统更加完善。     

电液马达伺服系统积分鲁棒自适应高精度位置控制

电液马达伺服系统中存在各种类型的扰动,包括参数不确定性和不确定非线性,制约着其高精度位置控制。针对电液马达伺服系统高精度位置跟踪控制,考虑系统的黏性摩擦特性以及外干扰等建模不确定性,提出了一种基于鲁棒自适应的电液马达伺服系统高精度位置控制策略。所提出的全状态控制器通过自适应对模型不确定性进行估计及前馈补偿,提高了系统的低速伺服性能;通过自适应对未建模干扰等不确定性的上界进行估计并前馈补偿,提高了系统对外干扰的鲁棒性。所设计的闭环控制器还能保证系统获得渐近跟踪性能,对比仿真验证了其可行性。     

射流管三级电液伺服阀建模与动态特性仿真研究

叙述了射流管式三级电液伺服阀的结构及其工作原理,针对其结构建立了数学模型,并加入PD校正环节,导入MATLAB软件进行仿真,获得其阶跃响应曲线和开环伯德图。通过时域和频域分析表明,加入PD校正环节,使得系统局部相位超前,增加了系统的幅值裕度和相位裕度,因此其可大幅缩短三级阀的调整时间并增强其稳定性,同时反馈杆刚度和功率级滑阀阀芯面积对三级阀的动态响应有很大影响。通过有限元分析了圆形截面和矩形截面的反馈杆刚度,结果表明,在等面积时,由于矩形截面惯性矩大于圆形截面惯性矩,在相同的力作用下,矩形截面的反馈杆的位移较小,因此其反馈杆刚度较大,可提高先导级阀的动态反馈性能,从而更有利于三级阀的动态响应。