肖新橋
(中國安能集團(tuán)第三工程局有限公司,四川 成都611130)
液壓伺服系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、航空航天、冶金船舶等領(lǐng)域。由于液壓系統(tǒng)本身非線性,摩擦泄露等因素影響,其數(shù)學(xué)模型不能精確建立,且受外界復(fù)雜載荷和干擾影響,使伺服系統(tǒng)的準(zhǔn)確控制極具挑戰(zhàn)?;?刂朴捎趯ν饨绺蓴_不敏感,具有強(qiáng)魯棒性,在工程領(lǐng)域得到廣泛研究與應(yīng)用。Lei 等人[1]對閥控非對稱液壓系統(tǒng)采用滑模控制液壓缸桿輸出規(guī)劃軌跡,通過與傳統(tǒng)PID 算法比較,顯示了所設(shè)計控制方法的優(yōu)越性。余愿等[2]將滑??刂浦械牡刃л斎腠椖:?,仿真驗證了所設(shè)計模糊滑模控制器相較PID 控制器,在三通閥控非對稱液壓缸伺服系統(tǒng)控制中更高的軌跡跟蹤精度。鄭凱鋒等[3]在液壓伺服系統(tǒng)控制中采用反饋線性化滑??刂撇⒌玫捷^好的控制效果。文獻(xiàn)[4-7]采用模糊滑??刂茩C(jī)械臂或液壓伺服系統(tǒng),仿真或試驗表明控制方法對外干擾和不確定項的強(qiáng)魯棒性。文獻(xiàn)[8-11]介紹并分析了滑模控制在電液伺服系統(tǒng)中的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀。
本文采用模糊滑模控制理論,對伺服閥控非對稱液壓缸進(jìn)行軌跡控制,對輸入切換項中的符號函數(shù)模糊化,并對增益因子設(shè)計自適應(yīng)率,從而使系統(tǒng)控制不需要外界干擾上界的先驗知識,且降低了抖震并得到了較好的仿真試驗效果。
圖1 閥控非對稱液壓缸結(jié)構(gòu)圖
圖1 為閥控非對稱液壓缸結(jié)構(gòu)框圖,ps與p0分別為液壓泵供油壓力與回油壓力,xv為比例伺服閥閥芯位移,y 為活塞桿位移,Q1與Q2分別表示進(jìn)出非對稱缸無桿腔的流量與有桿腔的流量,p1,A1與V1分別表示無桿腔壓力,活塞面積與容積,p2,A2與V2則表示有桿腔壓力,活塞面積與容積(如圖1)。
定義負(fù)載壓力PL與負(fù)載流量QL為,
本文采用模糊控制理論與滑模變結(jié)構(gòu)相結(jié)合,將輸入切換項中的符號函數(shù)模糊化,并設(shè)計自適應(yīng)率調(diào)節(jié)增益因子,有效降低系統(tǒng)抖震,且不需要外界干擾上界的先驗知識。與傳統(tǒng)滑模控制相比,減小了軌跡跟蹤誤差,提升了軌跡跟蹤效果。
表1 符號函數(shù)近似ufs 模糊控制規(guī)則表
圖2 動臂液壓缸桿軌跡跟蹤
圖3 動臂液壓缸桿軌跡跟蹤誤差
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