电液伺服系统

摘要： 针对电液伺服系统的时滞和非线性等问题,提出一种基于状态监测的非线性预测控制(smMPSO-NPC)算法,提高了电液伺服系统的控制性能。将多目标粒子群优化算法和非线性预测控制相融合,实现了多目标优化;将Pareto前端映射到旋转基扇形平面上,利用状态熵和差熵监控种群进化状态;然后提出了角度占优、角度占优强度和档案集双序维护策略,可同时兼顾档案集的收敛性和多样性;并将smMPSO-NPC算法应用于电液伺服系统,基于改进算法的控制器能够有效地跟踪设定输出,获得了较好的控制效果。仿真结果表明:所提控制方法正确、有效。

摘要： 电液伺服阀的啸叫是液压系统中最棘手的问题之一,伺服阀长时间啸叫将引起管弹簧部件的损坏,并导致系统控制失稳。该文对伺服阀啸叫现象进行了深入的机理分析,采用数值计算和仿真模拟方法分析了啸叫产生原因和传递过程,并且结合试验对理论进行了验证;根据分析结果,提出了抑制啸叫的措施,相关的理论和措施对于工程上解决伺服阀啸叫问题具有重要指导意义。

摘要： 电液伺服系统动态性能复杂多变,很难为其运动控制获得精确的动力学模型.本文以高精度电液伺服仿真模型作为研究对象,将电液伺服系统位置控制问题转化为强化学习中的状态稀疏奖励问题,使用基于强化学习的屏障函数安全控制方法进行控制器整定.相比传统控制方法,本文直接通过优化状态空间稀疏奖励与安全屏障辅助奖励实现基于数据的安全强化学习控制器整定,其预设安全性为强化学习控制方法实际应用于工业生产奠定了基础.结果表明,使用安全屏障辅助奖励项进行稀疏奖励优化保障算法收敛性的同时能有效实现稳态安全控制目标.在高精度电液伺服系统非线性多项式仿真模型的位置控制问题中证明了本文所提安全强化学习控制方法的有效性.

摘要： 针对泵控系统滑模控制方面的研究,根据泵控系统的降阶数学模型中存在的未知项f(),再结合滑模控制算法设计基于RBF神经网络的滑模控制器。通过MATLAB/Simulink建立系统的仿真模型,然后进行位置指令仿真分析。研究结果表明:相比较PID控制器,基于RBF神经网络的滑模控制器获得了最小跟踪误差。在干扰条件下跟踪10 Hz频率与1 mm幅值的正弦位置信号,基于RBF神经网络的滑模控制器误差最小;施加干扰力后,控制器都出现了更大的跟踪误差,此时基于RBF神经网络构建的滑模控制器可以快速恢复跟踪误差。研究设计的基于RBF神经网络的泵控系统滑模控制器具有很好的跟踪精度和更强的鲁棒性,可以拓宽应用到其他机械传动领域。

摘要： 采用普通PID控制的复杂电液伺服控制系统(液压驱动的控制系统)存在控制柔顺性不佳的问题,达不到理想的控制效果,为了提高电液伺服系统的控制特性,提出了一种基于径向基神经网络(RBF)模糊PID的控制策略。首先,理论推导了伺服阀控液压缸的状态空间方程,建立了液压系统相关的数字模型;然后,在普通PID控制策略的基础上,提出了一种基于径向基(RBF)神经网络的模糊PID控制策略,并结合电液伺服系统的特性,调整了其模糊控制规则;最后,在空载和负载两种工况下,对该电液伺服系统进行了MATLAB/Simulink仿真,并对基于不同控制策略的电液伺服系统的特性进行了对比分析,验证了基于径向基(RBF)神经网络的模糊PID控制策略的优越性。研究结果表明:在空载工况下,普通PID控制和模糊PID控制的响应速度都在10 s以上,超调量较大,且加入负载后调整时间较长,对于负载干扰后的恢复能力较差;而RBF神经网络模糊PID控制在空载工况下的控制响应速度仅为4.23 s,超调量降低为4.16%,加入负载后,整定2.56 s后即可回归稳定状态;基于RBF神经网络模糊PID控制策略的抗干扰性更好、鲁棒性更强,可以更好地满足电液伺服系统的控制要求。

摘要： 为了提高挖掘机器人电液伺服系统的轨迹精度,首先,建立挖掘机器人电液伺服系统模型;其次,对遗传算法的种群、适应度函数、交叉概率和变异概率进行改进,设计改进遗传算法的PID控制器,在联合仿真平台上进行了仿真研究,用阶跃和斜坡信号评估控制器性能;最后,搭建挖掘机器人轨迹控制实验平台,采用对挖掘机器人精度要求较高的斜坡作业验证控制器性能。结果表明:相比较于传统的PID控制器和经典遗传算法优化的PID控制器,改进遗传算法优化的PID控制器调整时间短,响应快速,实际动作控制时轨迹跟踪误差最小,可用在挖掘机器人实际轨迹控制中。

摘要： 重载机械臂电液伺服系统具有高度非线性和模型不确定性的特点,且受摩擦影响大,为使其具有良好的跟踪性能和抗干扰能力,建立了包含Stribeck摩擦模型的重载机械臂俯仰缸电液伺服系统数学模型,提出了一种基于扩张状态观测器的电液伺服系统自适应鲁棒控制策略。将扩张状态观测器和采用反演法设计的自适应鲁棒控制器相融合,对系统中存在的不匹配干扰和未知参数进行估计,并利用Lyapunov定理对系统稳定性进行分析证明。通过MATLAB仿真验证,表明该控制策略能够准确跟踪系统指令并估计出非匹配干扰。与传统自适应鲁棒控制策略相比,该控制器可以有效抑制变负载和未知扰动的影响,有效提高了电液伺服系统的控制精度,能够满足重载机械臂的设计要求。

摘要： 针对电液伺服系统在水井钻机推进工况下存在的参数不确定以及未知负载扰动突变等非线性因素,提出了基于径向基(RBF)神经网络扰动观测器的无模型自适应控制方法.首先,通过改进的无模型自适应控制动态线性化方法,将被控系统线性化为与输入输出相关的增量形式,并将未知负载扰动合并到一个非线性项中;然后,设计了径向基神经网络扰动观测器对含有未知负载扰动的非线性项进行估计,作为对未知扰动的补偿;最后,设计了时变参数估计律,通过在线调整伪偏导数,给出了电液伺服系统的控制更新律.仿真结果表明,所设计的控制器能够对未知负载扰动突变进行补偿,并能确保跟踪误差有界收敛.

摘要： 为了分析插装阀压力飞升速率的影响因素,采用某型二通插装阀,结合数学与仿真模型分析相应的影响因素,使用AMESim对二通插装阀系统进行了仿真,并进行了相应的实验研究。首先,对插装阀的主要结构进行了分析,对插装阀压力飞升的相关标准进行了阐述,对插装阀的受力进行了分析;然后,对插装阀压力飞升的相关因素分别进行了分析,采用AMESim仿真软件建立了插装阀模型,分别分析了先导阀换向时间、管道长度、阻尼孔直径与代替、压力等级、流量等级对压力飞升速率的影响;最后,根据上述仿真结果,选用某型二通插装阀分别进行了瞬态实验,对插装阀的飞升要求进行了验证。研究结果表明:先导阀的换向时间对飞升速率有一定影响,随着换向时间变长,压力飞升速率呈现降速加快的趋势;管道长度对飞升速率也有一定影响,随着管道长度增加,压力飞升速率出现下降的情况;阻尼孔直径对压力飞升速率有影响,随着阻尼孔直径的增大,压力飞升速率呈现增速放缓的上涨趋势;阻尼孔的替代对压力飞升速率有影响,可加快压力飞升速率;压力与流量等级对压力飞升速率有显著的影响。

摘要： 针对液压缸内置式位移传感器安装工艺复杂、检修困难的问题,利用隧道磁阻(TMR)元件设计了一款外置式磁感应位移传感器。首先,对传感器的构成、工作原理及信号电路进行了设计和说明,通过Ansoft Maxwell电磁仿真平台建立了传感器模型;然后,对永磁环运动时的磁场状态及磁阻元件的输出信号进行了分析,提出了通过多个磁阻元件有效线性工作区叠加来计算永磁环位移的方法,并研究了液压缸缸筒对计算方法的影响;最后,利用实验装置对传感器的各项性能指标进行了测试。研究结果表明:在不同缸筒磁导率和厚度下,磁阻元件有效线性工作区对应的位移区间长度相等,传感器可对不同缸筒材质与厚度的液压缸进行测量,磁阻元件实际输出曲线的线性度为2.39%,精度为0.16%,满足测量误差小于1 mm时4%的线性度要求,传感器分辨率为0.0083%,且其重复性较好,其设计是可行的。

摘要： 阀控非对称缸电液伺服系统广泛应用于旋压机横向进给电液伺服系统中,非对称缸和比例伺服阀是系统中的关键元件,设计中,两者的选择与匹配合理与否会影响系统性能.本文以旋压机横向进给系统为研究对象,对阀控非对称缸系统进行分析,优化比例伺服阀与非对称缸的合理匹配.研究发现，在电液伺服闭环控制中，若伺服油缸为差动油缸时(A1/A2≈2)，选择非对称比例伺服阀更为合理。目前非对称比例伺服阀已系列化，如REXROTH产品V1型号。而当执行元件为对称油缸(A1≈A2)或液压马达时，选择对称比例伺服阀更为合理。如REXROTH产品V型号。

摘要： 电液伺服系统是原动机调速系统的三大组成部分之一,其模型的合理性和参数的精度对原动机调速系统的整体精度有显著的影响.目前通用的电液伺服系统模型是一个典型的单输入单输出的多参数系统,存在被辨识量多于被测量的问题.如何根据模型结构提出参数的实测方法和辨识方法是原动机调速系统实测建模中的重点和难点.本文分析了现有通用电液伺服执行机构模型的特点,分解推导了其各组成部分与实际设备的对应关系,并且根据模型特点,提出了一种包含大阶跃和小阶跃的参数实测方法,以实现电液伺服系统的参数实测.最后基于实测数据,对模型参数的仿真结果进行了校验,说明了参数辨识方法的正确性.

摘要： 随着我国飞机、汽车、工程机械的快速发展,对液压系统的管路及附件的耐压性、抗冲击性及其可靠性提出了更高的要求.本文根据对液压软管的液压脉冲实验要求设计了液压软管压力脉冲试验机电液伺服系统,并针对正弦波、水锤波的不同类型输入信号对系统进行了仿真研究,根据试验机周期性测试任务以及电液伺服系统非线性的特点,采用了重复控制和PID控制的复合控制策略,仿真结果表明此控制方法可以提高压力跟踪精度、动态特性和系统的鲁棒性.通过设计基于LabVIEW虚拟仪器和PLC的测控系统,对系统进行实验研究.仿真结果和实验结果研究相比表明,所设计的液压伺服系统可以满足用户提出的严格的测试要求.

摘要： 根据非线性动力学原理,建立电液伺服系统的非线性动力学模型,探索非线性弹簧力和非线性摩擦力等非线性因素对伺服系统运动特征的影响规律.通过理论研究,指出非线性弹簧力的作用特征可以用Duffing方程描述,非线性摩擦力的作用特征可以用Van DerPol方程描述,二者的耦合作用特征可以用Duffing-Van DerPol方程描述.通过数值试验分析,发现非线性弹簧力引起的“跳跃现象”和非线性摩擦力引起的“极限环型振荡”的耦合作用是导致电液伺服系统在工作过程中出现非线性振动的一个不可忽视的诱因.

摘要： 5.5m×4m风洞尾撑机构采用电液伺服阀控制伺服油缸,驱动迎角、前侧滑、后侧滑和Y向4个运动轴,实现模型姿态角的连续调节和精确定位,是一个复杂的机电液系统.针对尾撑机构大惯量、超越负载下多液压轴精确联动的控制难点,介绍了电液伺服控制系统的设计思路,就高压大流量下恒压供油、预防大超越负载下油缸气蚀、多液压缸协调联动控制算法等关键问题给出了解决措施.利用Motion和AMESim仿真平台对尾撑机构进行了机电液联合建模和仿真研究.仿真和调试结果证明,尾撑机构电液伺服控制系统可以实现模型姿态角的精确控制,设计是成功的.

摘要： 为了准确地模拟刮板输送机可控起动装置(简称CST)电液伺服控制系统的特性,建立了系统数学模型,利用MATLAB/Simulink仿真软件对系统进行阶跃响应和频域响应分析.构建出系统PID闭环控制模型,采用Ziegler-Nichols频域响应PID整定法选取校正参数,对电液伺服控制系统离合器负载扭矩响应特性进行研究,分析比较PID校正前后对输出特性的影响.结果表明,该整定法适用于CST电液伺服控制系统,使系统有更好的时域和频域性能指标.通过仿真,电液伺服PID闭环控制系统可以达到有效控制离合器负载转矩的效果,进而为系统分析提供一定的参考.

摘要： 设计一种新型液压促动器,采用直驱式容积控制技术与单出杆对称液压缸相结合,具有控制灵活性、出力大、无溢流节流损失、发热量低、效率高、正反向运动特性相同等优点.对系统中各元件进行深入剖析,建立系统非线性模型,进行AMESim/Simulink联合仿真,并与传统的线性传递函数模型仿真结果进行对比分析,探究系统死区非线性的成因,同时搭建实验平台进行了实验研究,验证了仿真结果的正确性.

摘要： 5.5m×4m声学风洞尾撑机构采用电液伺服阀控制伺服油缸,驱动迎角、前侧滑、后侧滑和Y向4个运动轴,实现模型迎角和侧滑角的连续调节和精确定位,是一个复杂的机电液系统.针对尾撑机构大惯量、超越负载下多液压轴精确联动的控制难点,介绍了电液伺服控制系统的设计思路,就高压大流量下恒压供油、预防大超越负载下油缸气蚀、多液压缸协调联动控制算法等关键问题给出了解决措施.利用Motion和AMESim仿真平台对尾撑机构进行了机电液联合建模和仿真研究.仿真和调试结果证明,尾撑机构电液伺服控制系统可以实现模型姿态角的精确控制,设计是成功的.

摘要： 液压伺服技术尤其是电液伺服技术的发展大致经历了三个阶段,与其他伺服系统相比,液压伺服系统具有功率大,精度高,刚度大,可靠性高、实现无级调速等特点,在国防发展和工业领域发挥着不可替代的作用.液压伺服控制技术在内、外部驱动力的共同作用下,从液压元件到控制理论,经过几十年的发展,逐步趋于成熟,应用领域不断拓展.本文结合目前液压伺服系统发展的技术手段,从控制理论和技术目标两方面,对液压伺服技术未来的发展方向和趋势进行了总结研究.

摘要： 液压伺服技术尤其是电液伺服技术的发展大致经历了三个阶段,与其他伺服系统相比,液压伺服系统具有功率大,精度高,刚度大,可靠性高、实现无级调速等特点,在国防发展和工业领域发挥着不可替代的作用.液压伺服控制技术在内、外部驱动力的共同作用下,从液压元件到控制理论,经过几十年的发展,逐步趋于成熟,应用领域不断拓展.本文结合目前液压伺服系统发展的技术手段,从控制理论和技术目标两方面,对液压伺服技术未来的发展方向和趋势进行了总结研究.

摘要： 本发明公开了一种电液角位移伺服系统中伺服对象参数识别方法。本发明所述识别方法是将阶跃电流信号输入到电液伺服阀，通过液压源驱动液压马达及所带机械负载转动；记录阶跃电流信号幅值和角位移信号随时间变化过程直至进入直线上升阶段；沿角位移信号的直线上升阶段作一条直线，并延长之与时间轴相交；测量所述直线的斜率以及与时间轴相交的截距值。将阶跃电流信号幅值除以所述直线的斜率，得到伺服对象的等效粘性阻尼系数；将所述等效粘性阻尼参数和所述时间轴上的截距值相乘，得到伺服对象的等效惯量。本发明使电液角位移伺服系统控制参数调整有的放矢，并能获得良好的静动态性能。

摘要： 本发明公开了一种电液线位移伺服系统中伺服控制器控制参数的调整方法，该方法所基于的伺服系统由线位移指令信号发生器、伺服控制器、伺服对象、线位移检测传感器组成；其中伺服控制器由比较器、智能积分器、积分系数乘法器、减法器和反馈系数乘法器组成。本发明是采用阶跃响应法，根据角位移信号稳态直线上升段的延长线与时间轴相交的截距值将伺服对象的等效粘性阻尼系数和等效质量识别出来，由所选电液伺服阀的最大输出流量确定与其对应的最大输入电压，并由线位移的实际要求设定线位移指令信号的最大值，根据所述等效粘性阻尼系数、等效质量、最大输入电压以及线位移指令信号最大值，可以得到积分系数、反馈系数和微分系数的定量调整方法。

摘要： 本发明公开了一种电液角速度伺服系统中伺服对象参数识别方法，本发明所述识别方法是将阶跃电流信号输入到电液伺服阀，通过液压源驱动液压马达及所带机械负载旋转运动；记录阶跃电流信号幅值和角速度信号随时间变化过程直至达到稳态值；将阶跃电流信号幅值除以角速度信号的稳态值，得到伺服对象的等效粘性阻尼系数；将等效粘性阻尼系数和角速度信号达到稳态值的0.632倍处对应的时间值相乘，得到伺服对象的等效惯量。本发明不仅使得电液角速度伺服系统的调整节省精力和时间，而且可使伺服系统获得良好的静态性能和动态性能。

摘要： 本发明公开了一种电液线位移伺服系统中伺服对象参数识别方法，所述识别方法是将阶跃电流信号输入到电液伺服阀，由线位移检测传感器检测机械负载运动的线位移信号；记录阶跃电流信号和线位移信号变化过程直至进入直线上升阶段；沿直线上升阶段作第一条直线并测量其斜率；将阶跃电流信号幅值除以第一条直线斜率得到伺服对象的等效粘性阻尼系数；采用第一条直线相同的斜率，过坐标原点作第二条直线；在横坐标上的同一时间读出这两条直线的纵坐标之差值；将所述差值乘以等效粘性阻尼参数的平方，所得乘积再除以阶跃电流信号幅值得到伺服对象等效质量。本发明不仅能使电液线位移伺服系统参数调整有的放矢，而且可使伺服系统获得良好的静动态性能。

摘要： 本发明公开了一种电液角速度伺服系统中伺服对象参数识别方法，本发明所述识别方法是将阶跃电流信号输入到电液伺服阀，通过液压源驱动液压马达及所带机械负载旋转运动；记录阶跃电流信号幅值和角速度信号随时间变化过程直至达到稳态值；将阶跃电流信号幅值除以角速度信号的稳态值，得到伺服对象的等效粘性阻尼系数；将等效粘性阻尼系数和角速度信号达到稳态值的0.632倍处对应的时间值相乘，得到伺服对象的等效惯量。本发明不仅使得电液角速度伺服系统的调整节省精力和时间，而且可使伺服系统获得良好的静态性能和动态性能。

摘要： 本发明公开了一种电液线速度伺服系统中伺服对象参数识别方法。本发明所述识别方法是将阶跃电流信号输入到电液伺服阀，通过液压源驱动液压缸活塞以及所带机械负载运动，检测其运动的线速度；记录阶跃电流信号幅值和线速度信号随时间变化过程直至稳态值；将阶跃电流信号幅值除以线速度信号稳态值，得到伺服对象的等效粘性阻尼系数；将等效粘性阻尼系数和线速度信号曲线零时刻处所作切线与其稳态值相交时对应的时间值相乘，得到伺服对象的等效质量。本发明不仅使得电液线速度伺服系统控制器参数调整节省精力和时间，而且可使电液伺服系统获得良好的静态性能和动态性能。

摘要： 本发明提供一种电液伺服控制器及其构建方法、电液伺服系统、作业机械，包括积分单元以及抗饱和单元。通过积分单元，不仅可以消除电液伺服控制器稳态误差并确保参考跟踪，还可以主动抑制激励振荡和可能的负载阶跃，进而可以避免产生积分单元无法消除的无阻尼振荡的现象。通过抗饱和单元，可以实现对积分单元的抗饱和保护。通过本发明中提供的电液伺服控制器，可以更精准的实现对液压执行机构的控制，进而可以极大的提高液压执行机构的性能。

摘要： 本发明公开了一种伺服驱动装置、电液伺服系统及伺服电流的调整方法，伺服驱动装置用于驱动一多线圈伺服阀，伺服驱动装置包括至少两个控制模块，多线圈伺服阀的线圈数量与控制模块的数量相同，每个控制模块分别对应伺服阀的一线圈；任意两个控制模块之间设置有数据交换链路；每个控制模块用于通过数据交换链路获取其他控制模块的信息数据；每个控制模块还用于根据所有信息数据调整伺服驱动装置的输出伺服电流。本发明的伺服驱动装置采用独立的控制模块作为驱动电路驱动多线圈伺服阀的独立线圈，一路驱动电路的电气故障不会扩散到其他驱动电路，电气上相互隔离，提高了伺服驱动装置驱动的可靠性，缩短了故障处理时间。

摘要： 本实用新型公开了一种由伺服电动缸控制液压缸的电液伺服系统，包括下油缸，所述下油缸的顶部密封固接有上油缸，所述上油缸的顶部固接有电动伺服缸，所述电动伺服缸的输出端设置有贯穿进上油缸的电动伺服缸活塞杆。本实用新型涉及液压技术领域，该由伺服电动缸控制液压缸的电液伺服系统，通过增设的电动伺服缸活塞杆的精准快速推进，实现在油缸活塞杆一下压后的二次给压，使油缸活塞杆精准工进。

摘要： 本申请公开了一种数字式伺服控制器，应用于火箭系统中，包括：用于接收传感器的反馈信号，并通过有源跟随的方式进行信号滤波的输入信号调理电路；与输入信号调理电路连接的A/D转换电路；用于接收箭机指令的通讯模块；用于根据反馈信号及箭机指令确定出偏差量，并生成对应的偏差调整信号驱动执行部件动作以消除偏差量的中央控制模块；与中央控制模块连接，用于接收偏差调整信号的D/A转换电路；与执行部件以及D/A转换电路连接，用于将接收的电压信号转换为电流信号以驱动执行部件的压控恒流源电路。应用本申请的方案，可以提高数字式伺服控制器的抗负载扰动的性能及抗干扰性能。本申请还提供了一种电液伺服系统，具有相应效果。