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基于摩擦补偿的多扰动电液位置伺服系统自适应反步-ESO控制
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作者 张新星 饶俊森 +2 位作者 戴开宇 张兵 王雷刚 《机床与液压》 北大核心 2025年第3期20-26,共7页
来自摩擦、匹配和不匹配的不确定性的多重干扰使电液伺服系统(EHS)难以获得令人满意的位置跟踪性能。现有的自适应反步控制器无法有效区分机械子系统和液压子系统之间的扰动差异,限制了多重扰动的补偿效果,特别是对于摩擦非线性。因此,... 来自摩擦、匹配和不匹配的不确定性的多重干扰使电液伺服系统(EHS)难以获得令人满意的位置跟踪性能。现有的自适应反步控制器无法有效区分机械子系统和液压子系统之间的扰动差异,限制了多重扰动的补偿效果,特别是对于摩擦非线性。因此,提出复合摩擦补偿的自适应反步-ESO(扩展状态观测器)位置跟踪控制器,实现机械子系统的快变摩擦扰动和液压子系统的慢变匹配扰动的快速补偿。ESO算法被集成到自适应反步控制器中抑制平均跟踪误差的零偏。复合摩擦补偿融合基于LuGre模型的补偿和高阶扰动观测器,显著提高系统的跟踪性能,避免观测器增益过高。为了验证控制器的有效性,在搭建的电液伺服试验平台上进行了大量的对比试验来验证所提出的控制器的有效性。 展开更多
关键词 电液系统伺服 位置控制 多重扰动 摩擦补偿
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基于PSO-模糊PID电液伺服系统控制
2
作者 肖浩 李涛 《机床与液压》 北大核心 2025年第10期139-144,共6页
电液伺服控制是典型的非线性时变系统,常规PID控制结构简单,但难以取得理想的控制效果。为了提高脉冲试验台电液伺服系统的控制精度和稳定性,提出一种基于改进的粒子群算法优化的自适应模糊PID控制策略。根据流体动力学原理,建立了阀控... 电液伺服控制是典型的非线性时变系统,常规PID控制结构简单,但难以取得理想的控制效果。为了提高脉冲试验台电液伺服系统的控制精度和稳定性,提出一种基于改进的粒子群算法优化的自适应模糊PID控制策略。根据流体动力学原理,建立了阀控非对称缸的数学模型,设计了模糊PID控制器,并通过PSO算法对模糊PID控制器的量化因子与比例因子进行寻优。利用MATLAB/Simulink搭建控制系统模型,联合AMESim中搭建的液压系统模型进行联合仿真。结果表明:与常规PID控制和模糊PID控制相比,脉冲试验台采用粒子群优化模糊PID作为控制策略时对压力指令信号的跟踪精度显著提高,且对于不同类型、脉冲频率、压升速率的压力脉冲信号,液压系统都具有较好的动态特性和鲁棒性。 展开更多
关键词 脉冲试验台 电液伺服系统 PSO算法 模糊控制 联合仿真
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三级喷嘴-挡板式电液伺服阀健康诊断技术研究
3
作者 钱占松 王烨波 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期146-155,共10页
为提高三级电液伺服阀的可靠性及故障诊断效率,以三级喷嘴-挡板式大流量电液伺服阀为对象,研究其健康诊断技术,旨在通过仿真与试验相结合的方法,构建典型故障特征库,实现快速故障定位与诊断。基于AMESim仿真平台对伺服阀关键组件(先导... 为提高三级电液伺服阀的可靠性及故障诊断效率,以三级喷嘴-挡板式大流量电液伺服阀为对象,研究其健康诊断技术,旨在通过仿真与试验相结合的方法,构建典型故障特征库,实现快速故障定位与诊断。基于AMESim仿真平台对伺服阀关键组件(先导伺服阀、功率级滑阀、位置传感器及控制器)进行精细化建模,并通过参数标定与动态特性验证确保模型的准确性。针对典型故障模式开展仿真分析,通过调整节流孔通流面积来模拟喷嘴/节流孔堵塞,修改反馈杆小球与阀芯的间隙参数以表征反馈杆小球磨损,增大阀芯摩擦力以模拟先导阀与主滑阀芯因污染导致摩擦力增大的情况。最后,搭建包含液压动力源、数据采集系统及伺服阀试验台的验证平台,采集正常与异常状态下的输出曲线,对比仿真与试验数据的一致性。结果表明:通过AMESim建模与多故障仿真以及试验验证,所提健康诊断方法能够准确识别喷嘴堵塞、反馈杆磨损等典型故障特征,定位故障根源。该方法可扩展至力矩马达气隙变化、弹簧管刚度变化、磁量减弱、传感器非线性等未涵盖故障模式,为构建三级伺服阀全生命周期健康管理技术奠定了基础。 展开更多
关键词 三级电液伺服阀 健康诊断 喷嘴或节流孔堵塞 反馈杆小球磨损 阀芯污染
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基于SimHydraulics的电液伺服系统实物仿真 被引量:19
4
作者 孟亚东 李长春 +1 位作者 刘晓东 张金英 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1596-1598,1601,共4页
针对一个采用阀控对称缸的电液伺服系统进行了SimHydraulics实物仿真,根据仿真结果辨识出系统的数学模型,通过与机理建模和Simulink模型仿真的结果相对比进行了验证。总结了综合应用SimHydraulics与Simulink的新仿真方法,该方法使得电... 针对一个采用阀控对称缸的电液伺服系统进行了SimHydraulics实物仿真,根据仿真结果辨识出系统的数学模型,通过与机理建模和Simulink模型仿真的结果相对比进行了验证。总结了综合应用SimHydraulics与Simulink的新仿真方法,该方法使得电液伺服系统的设计和控制方案的选择可以同步进行,提高了系统设计的效率和准确性。 展开更多
关键词 电液伺服系统 Simhydraulics仿真 SIMULINK仿真 阀控对称缸
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基于SimHydraulics的水轮机调速器电液随动系统故障仿真与分析 被引量:4
5
作者 夏琳玲 王印松 +1 位作者 刘萌 苏杰 《中国测试》 CAS 北大核心 2022年第2期105-112,共8页
为提高水轮机调速器电液随动系统运行可靠性,解决系统运行过程中常见故障在初发阶段难以判断的问题,提出一种基于SimHydraulics软件的水轮机调速器电液随动系统故障仿真与分析方法。首先基于SimHydraulics软件建立电液随动系统仿真模型... 为提高水轮机调速器电液随动系统运行可靠性,解决系统运行过程中常见故障在初发阶段难以判断的问题,提出一种基于SimHydraulics软件的水轮机调速器电液随动系统故障仿真与分析方法。首先基于SimHydraulics软件建立电液随动系统仿真模型;其次通过设置各液压元件的参数,模拟液压系统中常见故障;最后结合仿真数据的方差定量运算,分析系统在不同状态下活塞杆运动和响应特性曲线。仿真结果表明:该模型能够有效模拟电液随动系统的动态特性,通过对故障特征仿真进行结果分析,可直观判断出不同故障发生的位置、原因以及对系统运行的影响程度,可为后续检修及预防工作提供有效理论依据。 展开更多
关键词 Simhydraulics 仿真模型 电液随动系统 故障
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电液位置伺服系统的RBF-ADRC控制仿真分析 被引量:1
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作者 王棒 李跃松 张贻哲 《机床与液压》 北大核心 2024年第20期168-174,共7页
电液位置伺服系统具有非线性、时变性、参数不确定性、负载扰动及测量噪声等问题,使得PID控制的电液位置伺服系统精度较低,在负载扰动和参数变化较大时,控制效果较差,ADRC能够有效解决此问题,但是ADRC参数过多,难以整定。针对此问题,采... 电液位置伺服系统具有非线性、时变性、参数不确定性、负载扰动及测量噪声等问题,使得PID控制的电液位置伺服系统精度较低,在负载扰动和参数变化较大时,控制效果较差,ADRC能够有效解决此问题,但是ADRC参数过多,难以整定。针对此问题,采用RBF神经网络在线整定ADRC参数的方法,实现电液位置伺服系统ADRC控制的参数自整定。与传统控制对比,应用RBF-ADRC、ADRC、PID 3种控制算法对电液位置伺服系统的控制效果进行仿真分析。仿真结果表明:RBF-ADRC和ADRC控制具有更好的实时性、抗干扰能力和自适应能力,能够有效地解决电液位置伺服系统的高精度控制。 展开更多
关键词 电液位置伺服系统 RBF ADRC 时变非线性
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旋转式电液伺服阀流场动态特性研究
7
作者 姜志宏 张晓阳 +1 位作者 余志坚 郭河舟 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期128-134,共7页
基于对典型阀口形状的流场动态特性的研究,提出一种旋转式电液伺服阀,为分析伺服阀旋转过程中阀口流场的分布特性,设计三种不同几何形状的典型阀口。首先阐述电液伺服阀的机理,分别建立三种阀口过流面积数学模型;借助Fluent流体仿真软件... 基于对典型阀口形状的流场动态特性的研究,提出一种旋转式电液伺服阀,为分析伺服阀旋转过程中阀口流场的分布特性,设计三种不同几何形状的典型阀口。首先阐述电液伺服阀的机理,分别建立三种阀口过流面积数学模型;借助Fluent流体仿真软件,通过滑移网格方法(MRF)对电液伺服阀进行流场动态特性模拟分析,得出不同压差和阀口开度下的压力、压力波动、流量、流量系数、射流角的动态曲线;通过流量系数和压力波动来衡量伺服阀的动态特性和阀芯的稳定性,得出B型伺服阀的动态特性优于其他两种;最后对电液伺服阀的流量动态特性进行实验研究,实验证明伺服阀阀流量曲线近似为正弦波,流量的最大仿真值与实验值误差小于6.73%,表明理论结果和实验结果具有较好的一致性。 展开更多
关键词 阀芯旋转式电液伺服阀 典型阀口 动态特性 滑移网格 流场分析
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考虑二次射流速度分布的偏转板电液伺服阀前置级压力特性研究 被引量:2
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作者 程文豪 葛声宏 +2 位作者 杨瀚浩 林文 朱玉川 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第4期724-729,共6页
针对偏转板电液伺服阀前置级传统数学建模认为二次射流出口速度服从均匀分布的不足,提出二次射流出口速度满足高斯分布。基于平面自由紊动射流理论与液体活塞模型,建立了偏转板电液伺服阀前置级压力特性数学模型。通过有限元仿真和断载... 针对偏转板电液伺服阀前置级传统数学建模认为二次射流出口速度服从均匀分布的不足,提出二次射流出口速度满足高斯分布。基于平面自由紊动射流理论与液体活塞模型,建立了偏转板电液伺服阀前置级压力特性数学模型。通过有限元仿真和断载压力特性试验表明:相较于传统模型,偏转板位移越大,该模型求解精度越高;当偏转板位移0.05 mm,求解精度相较传统模型提高了约17%,为偏转板电液伺服阀精确建模与性能分析奠定了基础。 展开更多
关键词 偏转板电液伺服阀 前置级 二次射流 压力特性
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基于Levenberg-Marquardt算法的神经网络监督控制 被引量:119
9
作者 赵弘 周瑞祥 林廷圻 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期523-527,共5页
提出了基于Levenberg Marquardt(L M )算法的前向多层神经网络在线监督的控制方法 ,其算法是梯度下降法与高斯 牛顿法的结合 .对于训练次数及准确度 ,L M算法明显优于共轭梯度法及变学习率的BP(BackPropagation)算法 ,适用于在线学... 提出了基于Levenberg Marquardt(L M )算法的前向多层神经网络在线监督的控制方法 ,其算法是梯度下降法与高斯 牛顿法的结合 .对于训练次数及准确度 ,L M算法明显优于共轭梯度法及变学习率的BP(BackPropagation)算法 ,适用于在线学习与控制 .因此 ,利用L M算法的特点进行在线训练神经网络 ,以实现实时非线性控制 .仿真结果表明 ,该控制方法优于常规控制算法 ,明显改善了在未知负载扰动时 ,伺服系统的跟踪性能 ,显著地降低了跟踪误差 。 展开更多
关键词 LEVENBERG-MARQUARDT算法 神经网络 监督控制 电液位置伺服系统
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基于LS-SVM的电液位置伺服系统多故障诊断 被引量:15
10
作者 胡良谋 曹克强 徐浩军 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2252-2255,共4页
利用最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines,LS-SVM),设计了一个电液位置伺服闭环控制系统的多故障诊断系统。利用系统的可测参量,建立了基于LS-SVM的电液位置伺服系统的全局故障检测模型和局部故障检测模型。在仿... 利用最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines,LS-SVM),设计了一个电液位置伺服闭环控制系统的多故障诊断系统。利用系统的可测参量,建立了基于LS-SVM的电液位置伺服系统的全局故障检测模型和局部故障检测模型。在仿真过程中发现,此方法的诊断准确度高,适用于闭环系统的单故障及多故障的检测及定位,仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 SVM LS—SVM 电液位置伺服系统 故障诊断
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电液伺服遥操纵机器人主-从位置控制器 被引量:6
11
作者 巩明德 赵丁选 冯汝扬 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期189-193,共5页
针对电液伺服遥操纵机器人主-从双向伺服位置控制中存在的非线性和不确定性,提出主-从侧分别使用带干扰观测器的最优控制和有鲁棒补偿的PD反馈控制算法,以克服主动侧各液压缸因动态特性差异造成的位置跟随误差和从动侧外界环境的随机干... 针对电液伺服遥操纵机器人主-从双向伺服位置控制中存在的非线性和不确定性,提出主-从侧分别使用带干扰观测器的最优控制和有鲁棒补偿的PD反馈控制算法,以克服主动侧各液压缸因动态特性差异造成的位置跟随误差和从动侧外界环境的随机干扰对系统稳定性的影响。分别设计了观测器跟踪扰动的二次型控制器和有动态鲁棒补偿的位置控制器,通过仿真和试验验证了所设计控制器的有效性。试验结果表明,所设计的位置控制器,既提高了主-从位置跟随精度,又具有较强的自适应性和鲁棒性;提高了力反馈电液伺服遥操纵机器人系统的操作性。 展开更多
关键词 电液伺服 双向伺服控制 位置控制器 状态观测器 鲁棒控制
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电液伺服系统位置-压力主从控制方法研究 被引量:12
12
作者 徐云辉 韩贺永 魏聪梅 《液压与气动》 北大核心 2017年第4期15-20,共6页
基于主从控制理论提出一种新的阀控缸电液系统位置和压力主从控制方法。建立阀控缸系统位置传递函数后,将液压缸两腔的压力动态变化信号应用位置-压力转换公式转换为位置信号,再将转换的位置信号叠加到电液伺服系统的主位置闭环内,以实... 基于主从控制理论提出一种新的阀控缸电液系统位置和压力主从控制方法。建立阀控缸系统位置传递函数后,将液压缸两腔的压力动态变化信号应用位置-压力转换公式转换为位置信号,再将转换的位置信号叠加到电液伺服系统的主位置闭环内,以实现阀控缸系统位置和压力的主从控制。通过在MATLAB/Simulink中搭建的仿真模型,仿真分析该方法的控制效果,结果表明该控制方法正确可行。通过分析现场样机矫直钢板时液压缸的位置和压力信号,证明电液伺服系统位置-压力主从控制方法可以实现位置、压力不同变量的在线主从控制,提高了系统的响应速度和控制精度,为其他电液伺服系统的设计研究提供理论基础。 展开更多
关键词 液压传动与控制 电液伺服系统 位置-压力主从控制 转换公式
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悬臂转子-CSFDB系统振动主动控制研究 被引量:3
13
作者 任兴民 秦卫阳 +1 位作者 段向春 杨文献 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第S1期7-8,31,共3页
从理论上探讨了用可控挤压油膜阻尼器进行转子系统振动主动控制的可行性 ,研究了油膜间隙变化时转子动力学特性的变化规律 ,进而设计了锥型可控挤压油膜阻尼器 ,进行了主动控制理论与实验研究 。
关键词 转子系统 主动控制 挤压油膜阻尼器 电液伺服控制
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电液伺服/比例阀用电-机械转换器的研究进展 被引量:8
14
作者 孟彬 李胜 左强 《机床与液压》 北大核心 2012年第7期170-175,共6页
电-机械转换器是电液伺服/比例阀的关键元件之一,其按照工作原理的不同可以分为电磁能量转换式和基于功能材料的电-机械转换器等两大类。对这两大类电-机械转换器的研究进展进行了综述,详细介绍了其工作原理并比较了各自的优缺点。最后... 电-机械转换器是电液伺服/比例阀的关键元件之一,其按照工作原理的不同可以分为电磁能量转换式和基于功能材料的电-机械转换器等两大类。对这两大类电-机械转换器的研究进展进行了综述,详细介绍了其工作原理并比较了各自的优缺点。最后对其在当前电液伺服/比例阀中的实际应用情况和存在的问题作了总结和讨论。 展开更多
关键词 -机械转换器 电液伺服阀 比例阀
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PWS-1000型电液伺服动静万能试验机的机-气-液夹紧装置设计 被引量:7
15
作者 杨可森 席中慧 +2 位作者 李宏伟 程永全 侯志坚 《机床与液压》 北大核心 2002年第3期201-202,79,共3页
介绍了气 -液增压系统的工作原理 ,分析了机 -气 -液夹紧装置的工作特点 ,给出了机 -气 -液夹紧装置的设计理论和方法 。
关键词 动静万能试验机 电液伺服系统 --液夹紧装置 设计
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挖掘机铲斗电液伺服改进PSO-PID参数整定位置控制 被引量:7
16
作者 张晓婷 李徳镇 +1 位作者 梁仁旺 贺婷婷 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第9期181-184,共4页
挖掘机电液伺服系统的运行性能来达到调控挖掘机铲斗位置的功能,由于采用传统PID整定方法并不能获得优异控制效果,采用遗传算法与交叉算子、标准PSO算法进行PID整定,最后对其进行了实验验证。设计了一种经过改进处理的粒子群优化算法来... 挖掘机电液伺服系统的运行性能来达到调控挖掘机铲斗位置的功能,由于采用传统PID整定方法并不能获得优异控制效果,采用遗传算法与交叉算子、标准PSO算法进行PID整定,最后对其进行了实验验证。设计了一种经过改进处理的粒子群优化算法来实现对阀挖掘机铲斗电液伺服系统进行PID整定的过程,能够准确控制挖掘机铲斗位置,由此获得更高轨迹跟踪精度。为增强粒子群算法搜索性能,综合运用遗传算法与交叉算子来实现对标准粒子群的优化,显著改善PID控制器性能,根据推导得到的铲斗系统模型进一步开展仿真分析。分别以三种优化算法计算优化结果,再将其输入自动化挖掘机程序中,完成各参数修改后,再对平地控制过程进行模拟测试。根据实验测试可知改进PSO算法具备明显优越性。 展开更多
关键词 位置控制 电液伺服系统 改进粒子群算法 遗传算法
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PWS-1000型电液伺服动静万能试验机的动态特性分析 被引量:4
17
作者 杨可森 程永全 +1 位作者 席中慧 李宏伟 《济南大学学报(自然科学版)》 CAS 2002年第2期149-152,共4页
建立了该试验机控制系统的数学模型 ,通过研究系统开环幅频特性 ,来分析讨论影响试验机频宽、稳定性、精度的因素 。
关键词 试验机 电液伺服 动态分析
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液压拉床双缸IPSO-PID伺服同步驱动控制研究 被引量:10
18
作者 倪敬 邵斌 +1 位作者 蒙臻 陈国金 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1494-1500,共7页
针对单缸驱动液压拉床存在刀架溜板同步性能较低的问题,设计了双缸电液伺服同步驱动系统,在分析刀架溜板拉削运动特性的基础上建立了系统的非线性模型;根据系统跟踪性能和同步性能指标要求,引入改进型粒子群优化算法(IPSO),提出了类似经... 针对单缸驱动液压拉床存在刀架溜板同步性能较低的问题,设计了双缸电液伺服同步驱动系统,在分析刀架溜板拉削运动特性的基础上建立了系统的非线性模型;根据系统跟踪性能和同步性能指标要求,引入改进型粒子群优化算法(IPSO),提出了类似经典PID控制器结构的IPSO-PID伺服同步控制策略。在液压拉床上的实际应用结果表明,该控制策略比常规PID同步控制策略具有更好的跟踪性能和同步驱动性能,可以较好地解决双缸液压拉床的同步驱动问题。 展开更多
关键词 改进型粒子群优化算法(IPSO) IPSO-PID同步控制 双缸液压拉床 电液伺服控制
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基于自耦控制理论的火炮俯仰电液伺服系统技术研究
19
作者 沈凯 韩崇伟 +3 位作者 曾喆昭 李长红 张子雒 耿晓虎 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第2期74-82,共9页
针对火炮泵控缸电液伺服系统中存在非线性、外部扰动以及内部参数摄动等问题,以角度跟踪为目标,提出了一种基于自耦PID理论的控制方法。该方法将火炮泵控缸电液伺服系统中的不确定性以及外部扰动定义为总和扰动,在外环设计虚拟控制量,... 针对火炮泵控缸电液伺服系统中存在非线性、外部扰动以及内部参数摄动等问题,以角度跟踪为目标,提出了一种基于自耦PID理论的控制方法。该方法将火炮泵控缸电液伺服系统中的不确定性以及外部扰动定义为总和扰动,在外环设计虚拟控制量,将三阶非线性不确定扰动系统映射为外环二阶线性扰动系统和内环一阶线性扰动系统。据此,分别对外环二阶、内环一阶线性扰动系统设计基于自适应速度因子的自耦PD、自耦PI控制器,在复频域分析了系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性。结果表明,相较于PID和ADRC,所设计的控制器具有鲁棒性好、抗扰动强、控制简单等特点,在火炮电液伺服系统中具有重要研究价值。 展开更多
关键词 火炮电液伺服系统 自耦PID 鲁棒控制 虚拟控制器 速度因子 总和扰动
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具有力觉临场感的主-从机器手双向控制策略 被引量:4
20
作者 张祝新 赵丁选 陈铁华 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期164-168,共5页
设计了液压伺服主、从机器手(简称主、从手),并对力觉双向伺服控制进行研究。零开口对称伺服阀的结构决定了需要主手的控制力信息通过控制器间接驱动从手,这一过程影响了系统的响应速度。本文采用主、从手的力偏差信号控制从手,用从、... 设计了液压伺服主、从机器手(简称主、从手),并对力觉双向伺服控制进行研究。零开口对称伺服阀的结构决定了需要主手的控制力信息通过控制器间接驱动从手,这一过程影响了系统的响应速度。本文采用主、从手的力偏差信号控制从手,用从、主手的位置偏差信号控制主手获得力觉反馈,这种新控制策略改变了从手跟随主手,主手感受从手力的常规控制模式,提高了主-从控制系统的响应速度,并可根据主手对从手的跟随来判断从手是否出现干涉等。 展开更多
关键词 机器人力 反馈机器手 电液伺服控制系统 力觉临场感 双向控制策略
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