位置液压伺服机构数字控制策略研究

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1、·电气技术与自动化·陶国伟，等·位置液压伺服机构数字控制策略研究位置液压伺服机构数字控制策略研究陶国伟，吴洪涛(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：针对以摩擦力矩为主的用于航天用途的位置液压伺服机构的数字控制策略，提出了一种按模糊控制原理对系统实施优化分段的控制策略，即一维模糊自寻控制策略，并进行了仿真和实物实验，实验的结果表明此种控制策略对位置液压伺服机构是有效、稳定和可靠的。同时对一维模糊自寻控制策略的位置液压伺服机构的稳定性问题从理论上进行了分析，提出了判别这种控制系统稳定性的方法。关键词：位置液压伺服机构；数字控制策略；稳定性分析；模糊控制中图分

2、类号：TH137；TN820．33文献标志码：A文章编号：1671．5276(2012)03-0163-05DigitalControlStrategyforPositionHydraulicServoMechanismTA0Guo．wei，WUHong．tao(ColegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics．Nanjing210016Cihna)Abstract：Accordingtothedigitalcontrolstrategyofpo

3、sitionhydraulicservomechanism，whichistakenasmainequipmentoffric—tiontorqueinthefieldofaerospace，Thispaperputsforwardacontrolstrategywithfuzzycontrolprinciple．Thestrategyisconsid-eredasthatofoptimalsegmentinstage，i．e．onedimensionfuzzyself-optimalcontrolstrategy．Italsocarriesoutthesimulatio

4、nandexperiment．Theresultshowsthatthecontrolstrategyisefectivetoourpositionhydraulicservomechanism．Itisstableandreliable．Meanwhile，thestabilityofpositionhydraulicservomechanismwithonedimensionfuzzyself-optimalcontrolstrategyisanalyzedanddiscussedtheoreticallyandthemethodinwhichthestability

5、ofthesystemisdefinedisbroughtforward．Keywords：positionhydraulicservomechanism；digitalcontrolstrategy；stabilityanalysis；fuzzycontrol间小于0．3S；系统位置精度即静态误差指标也有较高的0引言要求；要求体积小、质量轻，在满足性能要求的情况下，结构尽可能的简单。由于系统能源采用燃气涡轮加定量泵目前，国内外工程界对数字控制液压伺服机构的研究的方案，加之系统油箱较小，系统油温在工作期间往往上已越来越重视，其理论也已逐渐走向成熟并开始应用。升到120cc

6、以上，有可能达到150cC，甚至更高。数字控制如PID控制、Bang—Bang控制、脉宽调制(PWN)控制、模糊控制、自适应及自寻优控制、神经网络等等，其原理都是用计算机(单片机或DSP等)与控制阀一起组成伺服系统，利用计算机的软件功能来弥补机械部分的不足，以改善控制性能，达到复杂控制的目的，最终提高系统的可靠性及经济性指标。数字控制比传统的模拟控制有图1位置液压伺服机构不少优点，是今后液压控制系统的研究发展方向J。1系统组成及数字描述本文讨论的位置液压伺服机构的组成如图1，其数字描述如图2所示。系统的主要参数如下：系统工作时间60～70s图2位置液压伺服机构机械的数学描

7、述伺服阀额定流量207．5cm／s作动器最大运动速度21．28cm／s。该位置液压伺服机构是单输入一单输出、负载以摩擦其中，为伺服放大系数，5．83mA／V；为电位器的反力矩为主的模拟控制方式伺服系统；系统对动态响应指标馈系数，2．857V／cm；KQ为伺服阀的流量增益，要求较高，作动器从中位运动到极限位置(3．5cm)的时20．75cm／s／mA；4为作动器的有效面积，9．76cm；Tv为作者简介：陶国伟(1975一)，男，山东单县人，工程师，硕士研究生，主要研究方向：数字电液伺服系统、机电控制自动化。MachineBuil