電液伺服雙缸同步舉升系統反步法控制研究

作者：高俊,梁全,王忠偉,等. 日期：2024-05-24/span> 瀏覽：752 查看PDF文檔

摘要:針對電液伺服雙缸同步系統的控制復雜、非線性強等問題,提出了一種反步控制算法,利用半實物仿真技術完成電液伺服同步系統的同步精度和反步法控制器的仿真驗證工作。首先,對電液伺服雙缸同步系統數學模型進行了研究,根據閥控缸基本方程和橫梁動力學方程,推導了電液伺服同步系統非線性狀態空間方程,利用坐標變換,將方程整理成矩陣形式以及嚴格反饋形式,滿足了反步法控制律的應用條件;然后,根據李雅普諾夫穩定性理論和反步法控制原理,推導了電液伺服雙缸同步系統的反步法控制律,編寫了C語言程序設計反步法控制器;最后,由工控機和研華USB-4704數據采集卡組成的半實物仿真平臺,完成了電液伺服雙缸同步系統反步法控制策略的試驗。研究結果表明:反步法控制電液伺服雙缸同步控制系統,相比于常規PID控制,液壓缸實際位移與期望位移誤差更小,單液壓缸的位移跟蹤誤差從6.5mm降低到2.3mm,減少64.6%,雙缸同步系統的最大同步誤差從0.25mm降低到0.21mm,減少了16%,設計的反步法控制器使雙缸同步控制系統的控制精度和系統穩定性得到明顯提升。

關鍵詞:閥控缸;反步控制算法;反步法控制器;非線性狀態空間方程;橫梁動力學方程;半實物仿真

中圖分類號:TH137.5;TP273文獻標識碼:A文章編號:1001-4551(2024)05-0827-10

本文引用格式:

高俊,梁全,王忠偉,等.電液伺服雙缸同步舉升系統反步法控制研究［J］.機電工程,2024,41(5):827-835,861.

GAO Jun, LIANG Quan, WANG Zhongwei, et al. Backstep control of electro-hydraulic servo double-cylinder synchronous lifting system［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(5):827-835,861.