电液伺服系统离散非线性参考模型AMFC研究

摘要

本文针对电液伺服系统中伺服阀阀口流量/压力非线性，就阀控对称缸和阀控非对称缸两种形式的电液伺服系统进行了较为深入的研究。 1.根据电液伺服系统的特点，本文对阀控对称缸和阀控非对称缸的阀口流量/压力非线性进行了分析，建立了利用被控对象已知的非线性特性构造的非线性参考模型，并通过仿射非线性变换和非线性状态反馈使非线性参考模型线性化。进而，将其进行了离散化处理和零极点配置，从而得到了供被控对象跟随且具有期望动态特性的离散非线性参考模型。 2.根据运用超稳定性理论设计AMFC系统的方法，推导了模型完全可跟随(PMF)条件及模型跟随自适应控制的控制律。由此得出了该电液伺服系统的离散非线性参考模型AMFC算法。 3.利用MATLAB/Simulink对阀控对称缸和阀控非对称缸电液伺服系统的离散非线性参考模型AMFC控制进行了仿真分析。其结果令人满意。 4.利用改造了的舵机电液伺服实验装置，进行了阀控对称缸电液伺服系统的离散非线性参考模型AMFC控制的验证性实验，并利用Turbo C开发了一套应用该算法进行计算机实时控制的应用软件。实验结果分析表明，采用该离散非线性参考模型AMFC的方法，成功实现了对该非线性电液伺服系统的线性化，且效果满意。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1电液伺服系统的非线性控制方法的发展概况

1.2本课题的研究意义及理论依据

1.3本论文的主要内容

第二章模型跟随自适应控制与仿射非线性变换概述

2.1自适应控制简介

2.1.1自适应控制问题的提出

2.1.2自适应控制的有关定义、功能及特点

2.1.3自适应控制的基本结构和分类[17]

2.1.4自适应控制的发展及应用[18]

2.2模型跟随自适应控制方法简介

2.2.1线性模型跟随控制与模型完全可跟随条件

2.2.2超稳定性理论

2.3仿射非线性系统的精确线性化方法[28]

2.4本章小结

第三章电液伺服系统模型跟随自适控制的离散非线性参考模型方法

3.1阀控对称缸电液伺服系统的离散模型跟随自适应控制

3.1.1阀控对称缸电液伺服系统描述

3.1.2参考模型设计

3.1.3模型完全可跟随(PMF)条件

3.1.4非线性系统AMFC实现

3.2阀控非对称缸电液伺服系统的离散模型跟随自适应控制

3.2.1阀控非对称缸电液伺服系统描述

3.2.2参考模型设计

3.2.3模型完全可跟随(PMF)条件

3.2.4非线性系统AMFC实现

3.3本章小结

第四章基于Simulink的AMFC离散非线性参考模型方法的建模与仿真

4.1仿真技术简介

4.2计算机仿真技术的发展概况[31]

4.3 MATLAB语言特点[32][33][34]

4.4 Simulink技术特点[35][36][30]

4.5基于MATLAB/Simulink的电液伺服系统的离散非线性AMFC方法仿真分析

4.5.1阀控对称缸电液伺服系统仿真分析

4.5.2阀控非对称缸电液伺服系统仿真分析

4.6本章小结

第五章电液伺服系统AMFC离散非线性参考模型方法的实验验证

5.1实验系统

5.1.1实验装置原理图

5.1.2实验设备与仪器

5.1.3阀控对称缸被控对象的性能分析

5.1.4阀控对称缸采样周期的选择[52][53]

5.2阀控对称缸电液伺服系统离散AMFC控制软件开发

5.2.1软件开发环境

5.2.2软件设计

5.3实验数据及其分析

5.3.1阀控对称缸的普通PID控制

5.3.2阀控对称缸的离散非线性参考模型AMFC控制

5.3.3普通PID控制与非线性参考模型AMFC控制的对比分析

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文