自适应控制器及其在阀控非对称缸力系统中的应用

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lvxiaoyongheyan
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本课题研究的液压伺服系统,是以阀控非对称液压缸输出力作为被控对象。由于被控对象本身具有动态性能不对称,系统精度低,稳定性差等缺点,而自适应控制具有消除模型化误差,抑制外界干扰及本身参数变化等优点。因此将基于平衡点稳定定理的模型参考自适应控制系统设计理论应用于阀控非对称缸力系统中,其基本原理是使自适应控制误差随时间的推移而趋向于零,自适应控制器设计的目的是寻找使被控系统的输出渐近一致的跟随参考模型的输出的控制输入,以此来改善被控系统的性能。用软件控制的方法使阀控非对称缸力系统具有理想的输出,从而改善了对称滑阀控制非对称液压缸力系统存在的动态性能不对称,系统精度低,稳定性差,响应速度慢等缺点。本文首先建立了基于Simulink的阀控非对称缸力系统较精确的模型,通过仿真分析其系统性能,得出控制目标。然后选取满足要求的参考模型,根据基于平衡点稳定定理的模型参考自适应控制原理设计自适应控制器。最后,将所设计的自适应控制器应用于阀控非对称缸力系统中进行仿真研究,通过仿真确定控制器的最佳控制参数。仿真试验结果表明:在系统中应用自适应控制器后,消除了系统输出力正反向的动态不对称;大大减小了模型化误差的影响,有效的抑制了系统换向时产生的较大压力突变和系统振动,提高了系统的跟踪精度,保证了系统的稳定性,同时使系统具有良好的跟踪能力和复现能力。在考虑伺服阀的动态特性时,为保证系统性能,在仿真系统反馈输入端加入饱和非线性环节来控制自适应误差,使其输出精度更高。自适应控制方法在参数变化及存在外界干扰的情况下,比传统控制方法具有更高的跟随性和控制精度。通过大量仿真试验,证明了自适应控制能够有效地改善对称阀控制非对称缸力系统的动态性能,具有较强的自适应能力和较高的控制精度,模型参考自适应控制理论应用于液压系统中是一种非常合适的控制方法。
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