液压系统非线性控制方法的研究

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1、摘要锻造液压机由于锻造速度快、控制精度好、自动化程度高、工艺范围广以及节能、节材显著，被认为是锻造设备的发展方向之一，是目前大型自由锻锤及中小型普通水压机的更新换代产品。本文首先归纳总结了国内外锻压机及其控制系统的发展现状及趋势，讨论了液压机的工作原理。在深入分析等温锻造液压机系统的运行原理的基础上，建立了液压机系统整体数学模型。其次，针对所建立的仿射非线性系统模型，利用微分几何反馈线性化的方法，将系统模型进行了输入输出线性化，将其等效为一个线性的系统模型，以便于按照通常的线性系统的分析与设计方法进行系统设计。并且讨论和分析了系统模型不

2、确定分量在微分几何反馈线性化前后的映射关系。最后，介绍了基于LMI的H。鲁棒控制器设计原理与方法。并针对精确线性化后的系统，考虑外扰的影响，按照液压机系统同步性能的要求，设计了H。鲁棒控制器，并进行了仿真研究，仿真结果表明系统响应具有很好的动态性能。将仿真结果与直接采用PD控制算法进行了对比，表明本文所设计的算法具有良好的抗干扰性能。另外，考虑模型不准确问题，设计了同时抵抗外部扰动和模型参数变化的鲁棒H。控制器，仿真结果表明其具有良好的性能。关键词：锻造液压机仿射非线性微分反馈线性化H。鲁棒控制ABSTRACTFoII舀nghydrau

3、licpressisconsideredaSoneofthedeVelopingdhctionSoff-o晒ngpressbecauseofitsf如tforgillgSpeed，11i曲controlaccuracy，lli曲automation，widetecllIlologyr吼ge，saVingeIle唱y锄dmaterial．nisaproducttoreplacelarget)rpeoffo玛iIlghammerarldmesotypeandmiIlit)，pecommonfo哂ngwaterpress．111thethes

4、is，thecurremstatusanddeVelopm饥ttelldellcyofhydraulicforgmgpressdomesticandabroadareiIlVestigated．Theworkp血cipleofh抓11．aulicpressanditscon仃01systemarestudied．BaSedontheanalysisofisothe珊alhydraulicf．0啦gpress，thematllematicalmodeloftllehydraulicsystemiseSta_blished．Throughd

5、ifreremialgeometricf．eedbacklinearizatio玛thea伍．11e110n-lillearmodeloftllehydraulicsyst锄isequiValenttoalillearmodel．Asaresult，mesystemcanbeanalyzedarlddesignedwi廿lliIlearsystemtheory．Therelationofu11cenaintycomponentoftllesystemmodelbefore锄daRertheexactfe文Ibacklinearizati

6、onnlapp协gisdiscussed．111e—ncipleaIldmetllodofrobustco曲．01lerdesi印basedonLMImetllodisiI咖duced．Conside血19thehpactoftheextemaldisnll．bance，accordillgtot11erequir锄entsofthes曲ultaIleousperfo皿锄ceofmehydraulicsystem，mecontrollerbaSedonH。robustcoIl仃olmemodisdesi舯ed．Thesimulation

7、resultsshowagooddynamicperfonnance．AndtheresultsarecomparedwithtllePIDcontrolalgoritllm，砒lditissllowedmatⅡlesystemllasaprettygoodanti-jammillgperformance．Consideringtlleuncenaintyofthemodel，thecontrollerw11ichcallresistboththeuncertaintyofthemodelandtheextenlaldisturbanc

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