电液位置伺服系统的鲁棒控制

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1、中文摘要本文概述了电液伺服控制系统的组成特点以及国内外研究现状，研究对象为轧机液压压下厚度控制系统试验装置。针对电液伺服系统中普遍存在的伺服阀的流量的非线性以及系统中存在的参数变化和外部干扰，采用传统的控制方法往往达不到理想的控制效果。本课题将鲁棒风混合灵敏度控制方法应用于电液位置伺服系统，并利用MATLAB软件做了大量的仿真研究。首先建立了电液位置伺服控制系统的数学模型，分析研究了系统稳定的条件，以及系统的稳态误差和干扰误差对系统的影响。并对系统的动态特性进行了频域和时域分析，以及系统参数发生变化时对

2、系统的影响。采用常规PID控制对系统进行了仿真研究，仿真研究结果表明PID控制能有效的消除系统中存在的稳态误差，但是当系统参数变化时，PID的控制效果就不理想了，甚至不能使系统稳定。其次介绍了涉及到鲁棒控制的数学理论知识以及有关鲁棒控制理论的基础知识。鲁棒控制是通过设计一个结构和参数均不变的控制器使得系统在不确定性范围内能够保证良好的稳态性能。儿混合灵敏度控制理论是鲁棒控制的典型理论之一，它兼顾了系统的抗干扰能力、跟踪能力与鲁棒稳定性。因此本文将玩混合灵敏度控制器应用于电液位置伺服控制系统。最后通过选择

3、适当的加权函数，设计鲁棒也混合灵敏度控制器对系统进行仿真研究。仿真研究结果表明当系统存在参数发生变化、未建模动态和外部干扰时，鲁棒控制器对系统参数的变化并不是很灵敏，即控制器仍然能够保持系统原有的稳定性和较好的动态特性，控制效果明显优于PID控制。关键词：电液伺服控制系统；PID控制；鲁棒控制；MATLAB仿真ABSTRACTThispapersummarizesthecurrentdomesticandforeignresearchsituationofelectro—hydraulicservoco

4、ntrolsystem．Thicknesscontrolsystemofhydraulicmillstandroll-gapisthetestdevice，whichisusedinthestudy．Forthenon—linearflowcharacteristicoftheServovalve，Parameterchangesandextemalinterferenceisoftenfoundintheelectro—hydraulicservosystem．Usingtraditionalcont

5、rolmethodsoftenfailtomeetthecontroleffect．RobustH。mixedsensitivitycontrolmethodisappliedtoelectro—hydraulicpositionservosysteminthepaper,andalotofsimulationresearchhasbeendonethroughMATLABsoftware．Firstofall，themathematicalmodeloftheelectro—hydraulicposi

6、tionservocontrolsystemisestablished．Theconditionforthestabilityofthesystem，steady—stateerrorandinterferenceerrorisanalyzed．Dynamiccharacteristicsanalysisofthesystemiscarriedoutinfrequencydomainandtimedomain，aswellaschangesinsystemparametersonthesystem．Th

7、esimulationresultsshowthattheconventionalPIDcontrolsystemcaneffectivelyeliminatethesteady-stateerror,butwhenparameterschangeinthesystem，PIDcontrolresultisnotsatisfactory,andcannotevenmakethesystemstable．Secondlyintroducedrelatedtothemathematicaltheoryofr

8、obustcontrolandsomebasicrobustcontrolknowledge．RobustcontroltheoryistodesignacontrollerwhosestructureandparametersareunchangedandCanmaketheclosedloopsystemmaintainthestableperformancewithuncertainties．RobustH。mixedsensitiv