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基于预测控制的单向比例泵控非对称液压缸系统控制方法

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上海交通大学学报 2016年第5期50卷 696-701页

作者：王玄陶建峰张峰榕吴亚瑾刘成良上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

为了解决单向比例泵控非对称液压缸系统的无超调位置控制问题,提出了采用带约束的三阶状态空间模型描述单向比例泵控非对称液压缸系统的方法,设计了一种适用于该模型的模型预测控制器来保证系统的无超调位置输出.仿真结果表明,运用模型... 详细信息

为了解决单向比例泵控非对称液压缸系统的无超调位置控制问题,提出了采用带约束的三阶状态空间模型描述单向比例泵控非对称液压缸系统的方法,设计了一种适用于该模型的模型预测控制器来保证系统的无超调位置输出.仿真结果表明,运用模型预测方法能够避免换向阀切换引入的系统非线性,并有效解决泵控非对称液压缸系统的超调问题,实现多约束条件下的高精度位置控制.

关键词：泵控非对称液压缸无超调模型预测控制位置精度控制多约束

采用状态估计的泵控非对称液压缸模型预测控制

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西安交通大学学报 2017年第4期51卷 109-115页

作者：熊志林陶建峰张峰榕刘成良上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对伺服电机驱动泵控非对称液压缸系统存在约束和鲁棒性差等问题,提出了采用状态估计的模型预测控制策略。根据泵控液压缸系统的原理和实际要求,建立了含输入和输出约束的状态空间模型;引入模型预测控制,避免了阀切换带来的非线性,提... 详细信息

针对伺服电机驱动泵控非对称液压缸系统存在约束和鲁棒性差等问题,提出了采用状态估计的模型预测控制策略。根据泵控液压缸系统的原理和实际要求,建立了含输入和输出约束的状态空间模型;引入模型预测控制,避免了阀切换带来的非线性,提高了约束优化控制性能;结合卡尔曼滤波器,补偿了干扰和模型误差的影响,提高了系统的鲁棒性。仿真结果表明,所设计的控制策略能够实现无偏移跟踪,保证输入不超限、输出无超调,且具有很好的处理干扰和模型失配的能力。实验结果中,液压缸位置无超调,相对位置跟踪误差约为0.5%,干扰和模型误差对控制性能的影响很小。可见,所提方法能应用于实际泵控系统,提高输入、输出约束下的控制性能,容许一定的干扰和建模误差。

关键词：泵控非对称液压缸约束鲁棒性模型预测控制卡尔曼滤波器

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变排量非对称轴向柱塞泵动态特性分析

液压与气动 2019年第10期43卷 20-25页

作者：贺伟黄家海郝惠敏权龙太原理工大学机械工程学院

为研制变排量非对称轴向柱塞泵,依据三配流窗口轴向柱塞泵的配流思想,提出基于斜盘摆角位置反馈的排量控制方案,建立变排量非对称轴向柱塞泵的数学模型,对其频率响应影响因素进行分析。通过AMESim对该泵的变排量特性进行研究,仿真结果表... 详细信息

为研制变排量非对称轴向柱塞泵,依据三配流窗口轴向柱塞泵的配流思想,提出基于斜盘摆角位置反馈的排量控制方案,建立变排量非对称轴向柱塞泵的数学模型,对其频率响应影响因素进行分析。通过AMESim对该泵的变排量特性进行研究,仿真结果表明:当配流窗口A吸油、配流窗口B和T排油时,柱塞对斜盘的合力作用点轨迹具有较长的作用力臂,若配流窗口B和T压差过大,则斜盘摆角减小时响应将显著降低;当配流窗口B和T吸油、配流窗口A排油时,柱塞对斜盘的合力作用点轨迹与对称式轴向柱塞泵相似,配流窗口A压力对斜盘响应影响较小。通过试验验证了仿真模型的正确性,同时试验表明该泵具有较好的动态特性。

关键词：非对称轴向柱塞泵泵控非对称液压缸斜盘受力

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直驱式六自由度运动平台的单通道系统研究

液压与气动 2007年第5期31卷 40-43页

作者：王广怀李萌刘庆和哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

介绍了直驱式六自由度运动平台的单通道系统的组成,建立了系统的数学模型,讨论了影响其动态特性的因素,并对系统进行了仿真和试验研究。

关键词：直驱式电液伺服系统泵控非对称液压缸永磁同步伺服电动机

六自由度运动台电液伺服装置设计及其试验研究

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六自由度运动台电液伺服装置设计及其试验研究

作者：李文强哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

六自由度平台运动系统是一个由数字计算机实时控制并能提供俯仰、横滚、偏航、升降、纵向平移和侧向平移的六自由度瞬时过载仿真设备。这种平台具有重大经济价值和国防战略意义,可以模拟出各种空间运动姿态,可广泛应用到各种训练模拟器... 详细信息

六自由度平台运动系统是一个由数字计算机实时控制并能提供俯仰、横滚、偏航、升降、纵向平移和侧向平移的六自由度瞬时过载仿真设备。这种平台具有重大经济价值和国防战略意义,可以模拟出各种空间运动姿态,可广泛应用到各种训练模拟器,如各种飞行驾驶模拟器、舰船驾驶模拟器和汽车驾驶模拟器等。理论上讲,六自由度运动平台的驱动方式可以有多种,但在大功率和大负载环境下都采用液压驱动方式。液压驱动方式的突出优点是抗负载刚度大,执行器的功率重量比大,可以组成体积小、重量轻、加速能力强和快速反应的伺服系统来控制大功率和大负载,适用于大负载的运动模拟器。传统的液压系统其具有泵站体积大,工作环境要求高,结构复杂,成本高等固有缺陷,限制了电液伺服系统更广泛的应用。随着交流伺服技术的发展和液压集成技术的成熟,本文提出了一种直驱式容积控制电液伺服技术。它具有电动机控制的灵活性和液压系统出力大的双重优点,具有高效节能、体积小、可靠性高等显著优点。直驱式容积控制电液伺服系统的研究在美、日等国家趋于成熟,并有着广泛的应用。本课题的主要任务是针对六自由度运动台的要求进行电液伺服装置的设计和试验研究。首先对电液伺服装置进行设计加工:采用插装阀块作为吸排阀和锁阀组成集成阀块,并将集成阀块、齿轮泵、油箱集合成液压包,设计液压缸,配置相关连接部件。其次通过对交流伺服电机和泵控缸液压动力机构的分析,建立了直驱式电液伺服系统的数学模型,讨论了各个参数对系统性能的影响,并以此为基础进行了计算机仿真研究,编写了实验台控制程序。最后对实验台进行了性能测试,实验中使用PCI-1240和PCI-1720数据采集卡,通过MR传感器检测活塞杆运动,对系统的动态性能作了测试,对试验中所存在的问题进行了分析,为进一步改善系统的动态特性提供了理论基础,也为六自由度运动台的研制提供了技术支持。

关键词：直驱式容积控制集成阀块液压包泵控非对称液压缸交流伺服电机控制

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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直驱式六自由度运动平台单通道装置研制

直驱式六自由度运动平台单通道装置研制

作者：李萌哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

电液伺服系统以其出力大,精度高,响应快而广泛地应用于航天、国防以及各民用领域。但传统的电液伺服系统本身存在固有的缺点,如电液伺服阀对油液精度要求很高,抗污染能力很弱等,限制了电液伺服系统更广泛的应用范围。随着交流伺服技术... 详细信息

电液伺服系统以其出力大,精度高,响应快而广泛地应用于航天、国防以及各民用领域。但传统的电液伺服系统本身存在固有的缺点,如电液伺服阀对油液精度要求很高,抗污染能力很弱等,限制了电液伺服系统更广泛的应用范围。随着交流伺服技术的发展,出现了一种新型的电液伺服系统——直驱式电液伺服系统,它具有电动机控制的灵活性和液压系统出力大的双重优点,具有高效节能、体积小、可靠性高等显著优点,被认为是液压控制系统的重要发展方向之一。国外尤其是美国和日本等国对新型系统的研究已趋于成熟,应用越来越广泛。本课题的主要任务是针对六自由度运动台的要求而进行单通道研究,对单通道系统进行设计加工包括液压缸、集成阀块、及其连接部件等,并对单通道系统进行试验研究。本文建立了永磁同步电动机的数学模型,分析了泵控缸液压动力机构并对其建立了数学模型,进而建立了直驱式电液伺服系统数学模型。讨论了各项参数对系统性能的影响,并在此基础上进行了计算机仿真研究。此外,编写了试验台控制程序,并根据试验设备要求,制作了减法器和滤波电路。本文对直驱式电液伺服装置在闭环下进行了试验研究,从而验证了建立的数学模型的正确性,为进一步改善系统的动态特性提供了理论基础。此外,实际应用中还须采取措施减少或避免外界因素对系统性能造成的不利影响。

关键词：直驱式电液伺服系统泵控非对称液压缸永磁同步伺服电动机