變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力源的負(fù)載前饋-反饋復(fù)合補(bǔ)償控制

李　昭　谷立臣　馬　玉

西安建筑科技大學(xué)，西安，710055

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變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力源的負(fù)載前饋-反饋復(fù)合補(bǔ)償控制

李昭谷立臣馬玉

西安建筑科技大學(xué)，西安，710055

摘要：研究了前饋控制和反饋控制的原理及優(yōu)缺點(diǎn)，提出采用負(fù)載前饋-反饋復(fù)合補(bǔ)償控制策略實(shí)現(xiàn)液壓動(dòng)力源在典型工況下的恒流量控制。以變轉(zhuǎn)速機(jī)電液系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為基礎(chǔ)，建立變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力源的Simulink仿真模型，分別在簡(jiǎn)單PID反饋控制和復(fù)合補(bǔ)償控制策略下進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明了該復(fù)合補(bǔ)償控制策略在液壓動(dòng)力源恒流量控制中的可行性和有效性，其抗負(fù)載擾動(dòng)性能明顯優(yōu)于簡(jiǎn)單PID反饋控制。

關(guān)鍵詞：反饋控制；負(fù)載前饋；液壓動(dòng)力源；抗負(fù)載擾動(dòng)性

0引言

將永磁同步電動(dòng)機(jī)節(jié)能、調(diào)速性能好與齒輪油泵不能調(diào)速但可靠性好的技術(shù)特點(diǎn)相結(jié)合，文獻(xiàn)[1]提出了一種節(jié)能型液壓動(dòng)力系統(tǒng)，即通過永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)定量泵，從而調(diào)節(jié)泵的輸出流量。這種液壓動(dòng)力源具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、調(diào)速范圍寬、節(jié)能低噪、容易實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制等優(yōu)點(diǎn)，在大功率、大慣性工況下呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景[2]。這種液壓動(dòng)力源在出現(xiàn)負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)瞬時(shí)流量波動(dòng)較明顯。目前在控制策略上仍然廣泛采用簡(jiǎn)單PID反饋控制，反饋控制主要起校正偏差的作用，消除系統(tǒng)擾動(dòng)和不確定性引起的響應(yīng)誤差，但缺點(diǎn)是對(duì)元件特性變化不敏感；而前饋控制是針對(duì)某一特定的干擾進(jìn)行補(bǔ)償，控制作用發(fā)生在干擾作用的瞬間而不需等到偏差出現(xiàn)以后，比反饋控制更加及時(shí)、有效[3]。文獻(xiàn)[4]中通過控制電液比例溢流閥輸出流量來控制液壓執(zhí)行元件動(dòng)作，加上前饋-反饋復(fù)合控制環(huán)節(jié)，提高了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì)和靜態(tài)控制精度，該方法在三一重工SY5253THB37型混凝土泵車上得到應(yīng)用，取得了良好的控制效果。文獻(xiàn)[5]為了提高電液加載系統(tǒng)控制精度，針對(duì)摩擦問題提出了基于LuGre摩擦模型的前饋補(bǔ)償方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,前饋補(bǔ)償器可將摩擦產(chǎn)生的控制誤差有效地降至未補(bǔ)償時(shí)的30%左右。

針對(duì)變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力源在負(fù)載壓力擾動(dòng)變化時(shí)，系統(tǒng)流量會(huì)出現(xiàn)較大的瞬時(shí)波動(dòng)這一狀況，結(jié)合簡(jiǎn)單PID反饋控制和前饋補(bǔ)償控制的優(yōu)點(diǎn)，筆者提出采用負(fù)載前饋-反饋復(fù)合控制策略來實(shí)現(xiàn)典型工況下的液壓動(dòng)力源系統(tǒng)恒流量控制。

1液壓動(dòng)力源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理

本實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用永磁同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)定量泵的液壓動(dòng)力源結(jié)構(gòu)形式，液壓動(dòng)力源系統(tǒng)原理如圖1所示。變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力源通過電機(jī)變頻調(diào)速的方式來改變液壓泵的輸出流量，其控制原理為：通過研華工控機(jī)上的上位機(jī)LabVIEW編程軟件，使研華PCI-1711多功能數(shù)據(jù)采集卡模擬量輸出端口輸出0~10 V的電壓信號(hào)，將此信號(hào)通過研華PCLD -8710接線端子板上的輸出端子與伺服控制器上的轉(zhuǎn)速模擬量輸入控制端子相連接，將轉(zhuǎn)速控制方式改為外部控制，電機(jī)可以根據(jù)外部模擬輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，從而調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出流量。液壓系統(tǒng)壓力加載形式采用比例溢流閥模擬加載。測(cè)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的流量、壓力和溫度等的監(jiān)測(cè)以及對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速、模擬加載的控制。

1.散熱器　2.比例溢流閥　3.齒輪馬達(dá)　4.電磁換向閥5.壓力/流量傳感器　6.單向閥　7.安全閥　8.齒輪泵9.永磁同步電機(jī)　10.霍爾電壓/電流傳感器11.截止閥　12.過濾器圖 1　液壓動(dòng)力源系統(tǒng)原理圖

2負(fù)載前饋-反饋復(fù)合補(bǔ)償控制原理及控制器設(shè)計(jì)

2.1負(fù)載前饋-反饋復(fù)合補(bǔ)償控制原理

圖 2　負(fù)載前饋-反饋補(bǔ)償控制原理圖

負(fù)載前饋-反饋復(fù)合補(bǔ)償控制原理如圖2所示，系統(tǒng)采用比例溢流閥模擬加載，通過給定不同的加載電壓Up，模擬不同的加載工況。反饋控制是通過流量傳感器獲取系統(tǒng)流量信號(hào)，與目標(biāo)流量信號(hào)qset進(jìn)行對(duì)比并計(jì)算偏差，偏差經(jīng)過PID控制器運(yùn)算，輸出電壓信號(hào)Ub給伺服控制器，進(jìn)而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)節(jié)液壓源輸出流量的目的。負(fù)載前饋-反饋復(fù)合補(bǔ)償控制是在反饋控制的基礎(chǔ)上，由壓力傳感器獲取系統(tǒng)壓力值，經(jīng)過負(fù)載前饋控制器作用轉(zhuǎn)化為流量前饋補(bǔ)償量qf，再將其轉(zhuǎn)化為前饋補(bǔ)償電壓值Uf。此時(shí)，將反饋控制輸出電壓信號(hào)Ub與前饋控制輸出電壓信號(hào)Uf共同輸給伺服控制器，實(shí)現(xiàn)改變液壓源輸出流量的目的。

2.2反饋控制器設(shè)計(jì)

反饋控制是根據(jù)誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)的，將傳感器或變送器檢測(cè)到的控制量與給定值進(jìn)行比較、計(jì)算得到偏差e(t)，并通過PID控制器調(diào)節(jié)：

(1)

式中，KP為比例系數(shù)；KI為積分系數(shù)；KD為微分系數(shù)。

最終使偏差e(t)趨近于零，從而使控制過程達(dá)到穩(wěn)態(tài)。

實(shí)際工程中，PID的三個(gè)參數(shù)是根據(jù)各自環(huán)節(jié)的作用以及系統(tǒng)的實(shí)際響應(yīng)，不斷進(jìn)行調(diào)整而確定的。其中，微分環(huán)節(jié)的作用是使抑制誤差作用的變化“超前”，在工程上一般用于系統(tǒng)存在較大的滯后或延遲，同時(shí)微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用，對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。在滿足系統(tǒng)響應(yīng)速度和穩(wěn)態(tài)精度要求的情況下，由于本系統(tǒng)中的延遲并不明顯，因此令KD=0。

2.3負(fù)載前饋控制器的設(shè)計(jì)

前饋控制器是由系統(tǒng)對(duì)象的擾動(dòng)通道特性和控制通道特性決定的，而要實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾的完全補(bǔ)償，必須十分精確地知道被控對(duì)象的干擾通道特性和控制通道的特性，這在工業(yè)過程中是十分困難的，也是不現(xiàn)實(shí)的。實(shí)踐證明，大部分工業(yè)過程都是具有非周期與過阻尼特性，常常可表示為一階或二階慣性加純延遲環(huán)節(jié)[6]。假定系統(tǒng)的控制通道的傳遞函數(shù)為

(2)

干擾通道的傳遞函數(shù)為

(3)

式中，KP1、KP2分別為控制通道和干擾通道比例環(huán)節(jié)比例系數(shù)；T1、T2分別為控制通道和干擾通道慣性環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)；τ1、τ2分別為控制通道和干擾通道延遲時(shí)間。

則前饋控制器的傳遞函數(shù)可有如下形式：

(4)

其中，Kff=KP2/KP1，τ=τ2-τ1。

本實(shí)驗(yàn)中的控制通道和干擾通道的純遲延的差別并不明顯，為了簡(jiǎn)化前饋補(bǔ)償裝置，可采用如下簡(jiǎn)化形式：

(5)

當(dāng)T2≠T1時(shí)，稱為動(dòng)態(tài)前饋控制，適用于對(duì)動(dòng)態(tài)誤差控制精度要求很高的場(chǎng)合，同時(shí)由于動(dòng)態(tài)前饋控制的輸出信號(hào)是時(shí)間的函數(shù)，必須采用專門的控制裝置，所以實(shí)現(xiàn)起來較為困難。當(dāng)T2=T1時(shí)，稱為靜態(tài)前饋控制，目標(biāo)是在穩(wěn)態(tài)下實(shí)現(xiàn)對(duì)擾動(dòng)的補(bǔ)償作用，使被控量的靜態(tài)偏差接近或等于零，而不考慮由于兩通道時(shí)間常數(shù)的不同而引起的動(dòng)態(tài)偏差。工程上常將反饋控制的誤差不變性與靜態(tài)前饋控制的穩(wěn)態(tài)不變性結(jié)合起來應(yīng)用，這樣的系統(tǒng)既能消除靜態(tài)偏差，又能滿足工藝上對(duì)動(dòng)態(tài)偏差的要求。

變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力源系統(tǒng)在反饋控制下，流量輸出會(huì)逐漸達(dá)到穩(wěn)態(tài)。本文在此基礎(chǔ)上，利用前饋控制對(duì)由加載擾動(dòng)引起的流量波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，使系統(tǒng)響應(yīng)的靜態(tài)偏差趨于0。結(jié)合動(dòng)態(tài)前饋控制和靜態(tài)前饋控制各自的適用工況以及本實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，本研究選用靜態(tài)前饋控制器，其傳遞函數(shù)最終可簡(jiǎn)寫為

Gff(s)=-Kff

(6)

則系統(tǒng)壓力p和流量前饋補(bǔ)償量qf之間的關(guān)系為

qf=Kffp

(7)

由于伺服控制器的輸入為電壓控制信號(hào)，所以必須將qf轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)Uf。

由定量泵流量和轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：

qf=Vpnf

(8)

式中，Vp為泵的排量；nf為電機(jī)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速值。

再由伺服控制器輸入電壓信號(hào)值與電機(jī)理想轉(zhuǎn)速值的關(guān)系可知：

nf=KUf

(9)

K由伺服控制器特性確定，此處K=200 r·min-1·V-1。

由式(8)、式(9)可得

(10)

Uf=Kq-Uqf

(11)

由式(7)、式(11)可得出前饋補(bǔ)償電壓信號(hào)值與系統(tǒng)壓力值之間關(guān)系為

Uf=Kq-UKffp

(12)

3液壓動(dòng)力源前饋-反饋復(fù)合補(bǔ)償控制的仿真分析

根據(jù)液壓動(dòng)力源的數(shù)學(xué)模型[7-8]以及前饋控制器、反饋控制器的設(shè)計(jì)結(jié)果，在MATLAB/Simulink環(huán)境中搭建液壓動(dòng)力源前饋-反饋復(fù)合控制的仿真模型，如圖3所示。

圖3　負(fù)載前饋-反饋復(fù)合補(bǔ)償控制仿真模型

圖3中的PMSM子系統(tǒng)為永磁同步電機(jī)的仿真模型；PUMP子系統(tǒng)為液壓齒輪泵的軟測(cè)量模型，描述了液壓齒輪泵的輸出轉(zhuǎn)速、油液壓力與輸出流量之間的耦合關(guān)系；PID control子系統(tǒng)為反饋控制器，PID反饋控制器的參數(shù)KP=5，KI=500，KD=0；Load Feedforward子系統(tǒng)為負(fù)載前饋控制器，前饋控制器參數(shù)Kff=20。設(shè)定目標(biāo)流量值從0.02 s開始由0階躍升至0.4 m3/h，系統(tǒng)穩(wěn)定后在0.05 s施加0.2 MPa加載壓力。系統(tǒng)流量響應(yīng)如圖4所示。

圖 4　流量階躍和負(fù)載階躍系統(tǒng)流量響應(yīng)曲線

仿真結(jié)果中，在目標(biāo)流量階躍變化時(shí)，由于PID反饋控制器選取了較為合適的參數(shù)，系統(tǒng)流量經(jīng)過調(diào)整后達(dá)到穩(wěn)態(tài)，沒有出現(xiàn)超調(diào)，控制精度在±2%以內(nèi)。在負(fù)載壓力階躍處，由于液壓系統(tǒng)泄漏量和油液體積壓縮量的突然增加，輸出流量會(huì)突然減少，但由于系統(tǒng)是閉環(huán)控制，通過PID調(diào)整又重新回到目標(biāo)流量穩(wěn)態(tài)值。在此基礎(chǔ)上加入前饋補(bǔ)償控制作用，在壓力加載的同時(shí)，負(fù)載壓力值經(jīng)過前饋控制運(yùn)算后與PID輸出量相加，此時(shí)電機(jī)模擬輸入量增大，電機(jī)轉(zhuǎn)速增大，液壓動(dòng)力源輸出流量增大，使系統(tǒng)流量快速恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)值。仿真曲線中在負(fù)載前饋-反饋復(fù)合補(bǔ)償控制策略下負(fù)載壓力階躍流量響應(yīng)的調(diào)整時(shí)間由簡(jiǎn)單PID控制時(shí)的0.011 s減少到0.006 s，流量波動(dòng)由簡(jiǎn)單PID控制下的0.36 m3/h減小到復(fù)合控制下的0.06 m3/h，系統(tǒng)的抗負(fù)載擾動(dòng)性能得到明顯提升，但出現(xiàn)了較小的超調(diào)量，可以通過共同調(diào)節(jié)PID參數(shù)和前饋控制器參數(shù)，達(dá)到更好的控制效果。

仿真結(jié)果表明，在負(fù)載壓力階躍變化時(shí)，負(fù)載前饋-反饋復(fù)合補(bǔ)償控制策略在減小系統(tǒng)流量波動(dòng)以及縮短調(diào)整時(shí)間上的可行性和有效性，且控制效果優(yōu)于簡(jiǎn)單PID反饋控制。

4實(shí)驗(yàn)分析

本實(shí)驗(yàn)研究的液壓動(dòng)力系統(tǒng)采用11 kW永磁同步電機(jī)和排量為11 mL /r齒輪泵作為液壓動(dòng)力源，通過P71200壓力傳感器和LWZY智能渦輪流量傳器將系統(tǒng)壓力信號(hào)和流量信號(hào)傳送給多功能數(shù)據(jù)采集卡的模擬輸入端口，通過LabVIEW8.6軟件平臺(tái)編寫的控制程序計(jì)算偏差，同時(shí)加入前饋控制量，通過伺服控制器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制液壓動(dòng)力源的輸出流量。

采用上述變轉(zhuǎn)速機(jī)電液系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，PID控制參數(shù)為KP=1.0，KI=0.01，KD=0；前饋控制器參數(shù)Kff=0.0067 V/MPa，設(shè)定目標(biāo)流量為0.5 m3/h，系統(tǒng)流量穩(wěn)定后，用電磁比例溢流閥分別模擬加載：①階躍載荷(加載電壓由0階躍至3.5 V，系統(tǒng)壓力由2 MPa階躍至5 MPa，溫度為23.5 ℃)；②斜坡載荷(加載電壓由0斜坡升到3.5 V，系統(tǒng)壓力由2 MPa斜坡升至5 MPa，斜率為1 MPa/s，溫度為23.9 ℃)；③正弦載荷(加載電壓峰值大小為3.5 V、頻率為0.125 Hz，溫度為23.7 ℃)。

在加載工況下，當(dāng)系統(tǒng)壓力上升時(shí)，泵的泄漏量增加，油液壓縮增大，使泵的輸出流量減??；同理在系統(tǒng)壓力下降時(shí)，泵的輸出流量增大。由于系統(tǒng)是閉環(huán)控制的，所以通過PID調(diào)整控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速來補(bǔ)償泵的泄漏，使系統(tǒng)流量恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。加入負(fù)載前饋控制后，在系統(tǒng)壓力變化的同時(shí)，把壓力值的變化量經(jīng)過前饋控制器運(yùn)算后與PID輸出量相加，此時(shí)電機(jī)模擬輸入量增大，電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，液壓動(dòng)力源輸出流量增大，目標(biāo)流量和系統(tǒng)流量偏差變小，PID輸出量和前饋控制輸出量之和逐漸穩(wěn)定，電機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)減小，進(jìn)而使系統(tǒng)流量快速恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)值。

由于PID反饋控制器和負(fù)載前饋控制器都選擇了較為合適的參數(shù)，所以系統(tǒng)流量控制精度較高。在階躍加載工況下，采用反饋控制時(shí)控制流量調(diào)整時(shí)間為7 s，流量波動(dòng)為0.02 m3/h，如圖5所示。復(fù)合控制時(shí)流量調(diào)整時(shí)間為2 s，相比PID反饋控制調(diào)整時(shí)間縮短5 s，流量波動(dòng)為0.01 m3/h，如圖6所示。在斜坡加載工況下，反饋控制流量調(diào)整時(shí)間為6 s，流量波動(dòng)為0.014 m3/h，如圖7所示。復(fù)合控制時(shí)流量調(diào)整時(shí)間為2 s，相比PID反饋控制調(diào)整時(shí)間也縮短4 s，流量波動(dòng)為0.006 m3/h，如圖8所示。正弦加載工況下，從調(diào)整時(shí)間和流量波動(dòng)上看，復(fù)合控制效果并沒有明顯優(yōu)于反饋控制，如圖9、圖10所示。具體流量響應(yīng)控制性能指標(biāo)如表1所示。

圖 5　反饋控制階躍加載流量響應(yīng)

圖 6　負(fù)載前饋-反饋復(fù)合控制階躍加載流量響應(yīng)

圖 7　反饋控制斜坡加載流量響應(yīng)

圖 8　負(fù)載前饋-反饋復(fù)合控制斜坡加載流量響應(yīng)

圖 9　反饋控制正弦加載流量響應(yīng)

圖 10　負(fù)載前饋-反饋復(fù)合控制正弦加載流量響應(yīng)

名稱調(diào)整時(shí)間(s)流量波動(dòng)(m3/h)階躍加載反饋控制70.02復(fù)合控制20.01斜坡加載反饋控制60.014復(fù)合控制20.006正弦加載反饋控制40.01復(fù)合控制30.01

實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見表1)表明：在階躍加載和斜坡加載工況下，負(fù)載前饋-反饋復(fù)合補(bǔ)償控制策略能夠有效減小流量波動(dòng)，縮短調(diào)整時(shí)間，同時(shí)保證了較高的控制精度；在正弦加載工況下，由于液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力源的頻率響應(yīng)較低、正弦加載頻率較高，以及壓力傳感器的滯后等因素，使復(fù)合控制效果并沒有明顯優(yōu)于反饋控制。

在系統(tǒng)加載壓力不變工況下，當(dāng)目標(biāo)流量階躍上升時(shí)，系統(tǒng)流量在PID反饋控制下也逐漸上升，最后達(dá)到穩(wěn)態(tài)。在系統(tǒng)流量上升的同時(shí)，由于比例溢流閥的閥口開度不變，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力上升，此時(shí)若加入負(fù)載前饋補(bǔ)償控制作用，則使電機(jī)轉(zhuǎn)速輸入模擬量增大，可加快系統(tǒng)流量的響應(yīng)速度；同理，當(dāng)目標(biāo)流量階躍下降時(shí)，加入負(fù)載前饋控制作用，也可加快系統(tǒng)流量的響應(yīng)速度。在加載電壓恒2 V工況下，簡(jiǎn)單PID反饋控制流量響應(yīng)時(shí)間為9 s，無超調(diào)，如圖11所示。復(fù)合控制時(shí)的響應(yīng)時(shí)間為8 s，流量響應(yīng)時(shí)間縮短1 s，但出現(xiàn)了較小的過補(bǔ)償，如圖12所示。當(dāng)目標(biāo)流量下降時(shí)，流量響應(yīng)調(diào)整時(shí)間由反饋控制下的10 s減小到復(fù)合控制時(shí)的9 s。

圖 11　反饋控制目標(biāo)流量階躍系統(tǒng)流量響應(yīng)

圖 12　前饋-反饋控制目標(biāo)流量階躍系統(tǒng)流量響應(yīng)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在加載壓力恒定不變的情況下，負(fù)載前饋-反饋復(fù)合控制利用系統(tǒng)流量上升時(shí)系統(tǒng)壓力也上升的特點(diǎn)，加快了流量響應(yīng)速度，控制效果優(yōu)于簡(jiǎn)單PID反饋控制，但由于前饋控制相當(dāng)于開環(huán)補(bǔ)償控制，如果參數(shù)選擇不合適，可能會(huì)出現(xiàn)欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償，所以可通過共同調(diào)節(jié)PID控制器和前饋控制器參數(shù)，達(dá)到更好的控制效果。

5結(jié)論

(1)在負(fù)載擾動(dòng)變化時(shí)，本文所提出的復(fù)合補(bǔ)償控制策略在液壓動(dòng)力源恒流量控制中使調(diào)整時(shí)間縮短到簡(jiǎn)單PID控制時(shí)的30%，流量波動(dòng)量減小到簡(jiǎn)單PID控制時(shí)的50%，系統(tǒng)抗負(fù)載擾動(dòng)性明顯優(yōu)于簡(jiǎn)單PID反饋控制，系統(tǒng)的魯棒性能得到提升。

(2)在加載壓力恒定不變、目標(biāo)流量階躍變化時(shí)，負(fù)載前饋-反饋復(fù)合控制也能加快系統(tǒng)流量的響應(yīng)速度，效果優(yōu)于簡(jiǎn)單PID反饋控制。在不改變PID反饋控制比例項(xiàng)值的前提下，成為加快液壓源流量輸入響應(yīng)速度的一種新方法。

參考文獻(xiàn)：

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(編輯王旻玥)

Load Feedforward and Feedback Compounded Compensation Control for Variable Speed Hydraulic Power Supply

Li ZhaoGu LichenMa Yu

Xi’an University of Architecture&Technology,Xi’an,710055

Abstract：The principles and characteristics of feedforward control and feedback control were studied，a method called the load feedforward and feedback compounded compensation control strategy was proposed herein to realize the constant flow control of hydraulic power supply under typical operating conditions. Based on the experimental platform of mechanical-electrical-hydraulic system, a Simulink model of variable speed hydraulic power supply was established. The simulations and experiments were carried out respectively under a simple PID feedback control and a compounded compensation control strategy. The results verify the compounded compensation control strategy is efficient and feasible in constant flow control of hydraulic power supply,and the resistance to load disturbance of the compounded compensation control strategy is superior to the simple PID control .

Key words：feedback control; load feedforward; hydraulic power supply; resistance to load disturbance

作者簡(jiǎn)介：李昭，男，1989年生。西安建筑科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院碩士研究生。主要研究方向?yàn)闄C(jī)電液一體化設(shè)計(jì)。谷立臣，男，1956年生。西安建筑科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教授、博士研究生導(dǎo)師。馬玉，女，1978年生。西安建筑科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院講師、博士研究生。

中圖分類號(hào)：TP273

DOI：10.3969/j.issn.1004-132X.2016.06.018

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51275375)；陜西省教育廳專項(xiàng)研究項(xiàng)目(15JK1412)

收稿日期：2015-05-13