基于定量反馈的电液伺服同步加载系统的鲁棒控制.pdf

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1、液压气动与密封／2012年第8期基于定量反馈的电液伺服同步加载系统的鲁棒控制张磊．邓飙(第二炮兵工程大学，陕西西安710025)摘要：首先分析了加载系统，建立了单通道伺服加载系统数学模型，然后分析和总结了定量反馈理论的基本原理和设计过程，并在此基础上采用QZr设计了加载系统的反馈控制器和前置滤波器，构建了的控制系统的Simulink模型。仿真结果表明，采用基于定量反馈理论的电液伺服同步加载系统的不确定控制系统在上边界和下边界之间，达到设计要求，这证明了系统的鲁棒性。此外，与PID控制的对比表明Qrr鲁棒控

2、制器优良的控制性能。关键词：鲁棒控制；电液同步加载系统；定量反馈理论中图分类号：TH137．5文献标识码：A文章编号：1008—0813(2012)08—0014—04RobustControlofElectro——hydraulicServoSynchronizingandLoadingSystemBasedonQuantitaiveFeedbackTheoryZHANGLei，DENGBiao(TheSecondArtilleryEngineeringUniversity，Xi’an710025，Ch

3、ina)Abstract：First，theloadingsystemwasanalyzedandamathematicsmodelwassetupforsinglewayelectro—hydraulicservoloadingsystem．ThentheprincipleanddesignprocessofQFTwerepresented．Accordingtoprincipleanddesignprocess，thefeedbackcontrollerandprefilterweredesigned

4、usingQrr，whichmakeupofthecontrolsystemofaloadingsystem．ThesimullationresultusingMatlabshowsthattheuncertaincontrolsystemoftheloadingsystemfluctuatedbetweentheupperboundsandlowerbounds，thisindicatesrobustnessofthesystem．ThecomparisonwithPIDcontroldemostrat

5、esthatthecontrolabilityofQrrisverygood．Keywords：robustcontrol；electro-hydraulicservoloadingsystem；quantitativefeedbacktheory0前言制器的控制性能进行研究。电液力控制系统在工程上应用广泛，是流体传动1电液伺服同步加载系统与控制领域的一个前沿课题『1]，电液伺服加载系统更是1．1系统简介国际上研究的热点和前沿。多通道液压伺服加载系某电液伺服加载系统的结构框图如图1所示，加统既要克服单通道

6、控制的非线性，外界干扰等影响，又载试验设备组成部加载联结器(包括水平支撑臂、框要克服多通道间的协调耦合问题，是电液伺服加载系架、斜拉臂、连接臂、回转体)、加载油缸(由8个非对称统的难点问题。多通道液压伺服加载系统设计中的主要要求是加载精度：一般采用微机控制多点协调液压伺服加载：控制方法上多是将耦合的多通道加载化为多个单通道加载。对于多通道电液伺服加载系统，目前常用的控制方法大致可以分为3类：PID控制、鲁棒控制、定量反馈理论(Qrr)。本文针对多通道伺服加载系统的非线性、受干扰影响和通道间耦合的问题，根据

7、加载系统性能指标，设计电液伺服同步加载系统的基于Qrr鲁棒控制器，并对电液同步加载系统Qzr鲁棒控收稿日期：2012—02—12作者简介：张磊(1988-)，男，湖南益阳人，研究生，研究方向为自动检测技术。图1电液伺服加载系统的结构框图14HvdraulicsPneumatics&Seals，NO．8．2012双作用液压缸组成)和加载基座固定装置(包括8个对得到系统反馈线性化输入输出的传递函数：顶油缸、2个四通座、4套钩形座)。ms+Bs+k(2)模拟负载时，加载联结器将加载油缸所产生的下(s)f+根1＼

8、m／拉力传递到大型机械平台上去；8个下拉的加载油缸产式中——为作用在液压缸上的负载力；生所需要的加载力：加载基座固定装置提供加载油缸的安装基座，将加载力传递牛腿梁上去。其中，最主要m——为活塞及负载折算到活塞上的总质量：部件是8个加载油缸．通过控制每个加载油缸输出的——为活塞及负载的粘性阻尼系数；压力，从而能够实现模拟负载的功能。——为负载弹簧刚度。1．2单通道电液伺服加载系统的分析反馈线性化模型可以作为QFT鲁棒控制器设计的