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基于级联扩张状态观测器的液压伺服系统控制
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作者 李燕清 白克强 +1 位作者 白月 张丰麟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第5期125-129,135,共6页
常规线性扩张状态观测器在工程领域应用广泛,但由于高频噪声的影响,其带宽受到限制,进而导致估计性能受到严重制约。针对这一问题,提出一种基于级联扩张状态观测器的噪声抑制方法,将常规线性扩张状态观测器进行级联组合,第一级观测器的... 常规线性扩张状态观测器在工程领域应用广泛,但由于高频噪声的影响,其带宽受到限制,进而导致估计性能受到严重制约。针对这一问题,提出一种基于级联扩张状态观测器的噪声抑制方法,将常规线性扩张状态观测器进行级联组合,第一级观测器的带宽设置为较低的值,利用观测器的低频段高频滤波特性对噪声进行抑制,在此基础上结合一种相位补偿的跟踪微分器,进一步抑制噪声的同时避免相位过度延迟。以液压伺服系统为控制对象,用常规线性扩张状态观测器进行对比分析,仿真结果表明,所提出的方法在精确控制液压伺服系统的同时,具有良好的噪声抑制能力。 展开更多
关键词 液压伺服系统 扩张状态观测器 自抗扰控制 噪声抑制
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采用非线性前馈控制液压伺服系统压力仿真研究
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作者 王莹 许洋洋 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第1期34-37,43,共5页
为了提高液压伺服系统抗外界扰动能力,降低液压伺服系统压力跟踪误差,本文提出了一种基于模型的非线性前馈控制方法,并对叶片泵和离合器压力进行仿真验证。文中给出了液压伺服系统简图,建立液压伺服系统动力学方程式。定义液压伺服系统... 为了提高液压伺服系统抗外界扰动能力,降低液压伺服系统压力跟踪误差,本文提出了一种基于模型的非线性前馈控制方法,并对叶片泵和离合器压力进行仿真验证。文中给出了液压伺服系统简图,建立液压伺服系统动力学方程式。定义液压伺服系统非平面简化模型的输入-输出线性化,为了获得更好的液压伺服系统压力跟踪性能和抗扰动能力,前馈控制通过附加反馈控制回路进行了扩展,最终设计出一种基于模型的非线性前馈控制方法。采用Matlab软件对液压伺服系统叶片泵和离合器压力进行仿真,与PID控制方法进行对比。结果显示:在有扰动环境中,采用PID控制方法,液压伺服系统叶片泵和离合器压力跟踪误差较大;采用非线性前馈控制方法,液压伺服系统叶片泵和离合器压力跟踪误差较小。采用非线性前馈控制方法,液压伺服系统能够抵抗外界扰动,降低液压伺服系统叶片泵和离合器压力跟踪误差。 展开更多
关键词 液压伺服系统 非线性前馈控制 压力 误差 仿真
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基于交叉耦合的液压伺服系统积分鲁棒协同控制
3
作者 樊雕 刘昊 速映 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期81-87,共7页
针对含有未知系统动态、外部时变干扰及作用力纷争的4台液压马达位置同步控制系统,提出一种基于相邻交叉耦合控制的积分鲁棒协同控制策略。将被控平台划分为4台液压马达独立控制的位置伺服系统,设计积分鲁棒控制策略处理系统匹配的和不... 针对含有未知系统动态、外部时变干扰及作用力纷争的4台液压马达位置同步控制系统,提出一种基于相邻交叉耦合控制的积分鲁棒协同控制策略。将被控平台划分为4台液压马达独立控制的位置伺服系统,设计积分鲁棒控制策略处理系统匹配的和不匹配的模型不确定性,实现单液压马达驱动系统的高精度轨迹跟踪性能。同时,采用PI耦合控制器补偿相邻两液压马达之间的位置误差或作用力误差,从而实现4台液压马达协同控制的目的。基于Lyapunov稳定性理论证明了单液压马达伺服系统的稳定性。最终,通过联合仿真验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 液压伺服系统 交叉耦合 积分鲁棒控制 协同控制 联合仿真
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连铸结晶器振动液压伺服系统建模与控制 被引量:1
4
作者 任国振 陈松 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2024年第3期249-255,共7页
为了提高结晶器液压振动系统的控制精度和稳定性,解决相位延迟和振幅减小等问题,采用机理建模方法建立了结晶器振动液压伺服系统数学模型,提出了带负载力补偿的自适应PI控制与速度前馈控制相结合的控制方法,并搭建了系统的非线性仿真模... 为了提高结晶器液压振动系统的控制精度和稳定性,解决相位延迟和振幅减小等问题,采用机理建模方法建立了结晶器振动液压伺服系统数学模型,提出了带负载力补偿的自适应PI控制与速度前馈控制相结合的控制方法,并搭建了系统的非线性仿真模型.结果表明:所建数学模型正确,输入信号的位移跟踪误差控制在3%以内.结晶器振动的合理控制可有效提高铸坯表面质量,减少振痕的产生,同时还能改善保护渣消耗对铸坯润滑的影响. 展开更多
关键词 液压伺服系统 自适应PI控制 速度前馈控制 负载力补偿
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自动抢接止回阀装置液压伺服系统模糊控制研究
5
作者 刘先明 严宇 +3 位作者 卢文平 卿玉 杭峥 管锋 《机床与液压》 北大核心 2024年第20期189-197,共9页
针对发生井喷事故时人工抢接止回阀存在的抢接时间长、可靠性差、易造成人员伤亡等问题,设计一种可用于抢接止回阀的自动化装置。为了使自动抢接止回阀装置在发生井喷时能够快速、平稳、精准地进行止回阀的对接,以装置的立柱回转关节和... 针对发生井喷事故时人工抢接止回阀存在的抢接时间长、可靠性差、易造成人员伤亡等问题,设计一种可用于抢接止回阀的自动化装置。为了使自动抢接止回阀装置在发生井喷时能够快速、平稳、精准地进行止回阀的对接,以装置的立柱回转关节和折叠臂关节为对象,采用控制理论和数值分析结合的方法,建立2种关节液压伺服系统的数学模型,研究了模糊PID控制算法,并结合专家经验设计一种模糊控制器。基于MATLAB/Simulink搭建了2种关节的液压伺服系统仿真模型,并在相同参数条件下对模糊PID控制和常规PID控制进行了仿真研究。仿真结果表明:相较于传统PID控制,所提模糊PID控制方法优势在于:当无干扰时,立柱回转关节和折叠臂关节的调节时间分别缩短3.8 s和2.25 s,最大超调量分别降低15%和13.7%;当有干扰时,立柱回转关节和折叠臂关节的震荡超调量分别下降6.2%和3.4%,调节时间分别缩短1.95 s和1 s,模糊PID控制方法使得控制系统的动态响应性能更加优异、抗干扰性能更强。 展开更多
关键词 自动抢接止回阀 液压伺服系统 PID控制 模糊控制
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H_∞混合灵敏度控制在液压伺服系统中的应用 被引量:14
6
作者 赵慧 姜洪洲 +1 位作者 韩俊伟 曾祥荣 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期195-197,共3页
运用 H∞ 混合灵敏度控制理论 ,针对液压伺服系统的特点 ,通过仿真 ,总结了一般加权阵的选取规律和方法 ,提出采用线性矩阵不等式设计典型电液位置伺服系统 H∞ 控制器的计算方法 ,并设计了控制器 ,使系统在保证鲁棒稳定性的同时可以确... 运用 H∞ 混合灵敏度控制理论 ,针对液压伺服系统的特点 ,通过仿真 ,总结了一般加权阵的选取规律和方法 ,提出采用线性矩阵不等式设计典型电液位置伺服系统 H∞ 控制器的计算方法 ,并设计了控制器 ,使系统在保证鲁棒稳定性的同时可以确保系统的瞬态性能指标。通过设计举例说明了控制器的设计方法 ,并通过与原系统参数摄动时系统特性的比较 ,验证了 H∞控制器不仅可以提高系统的频宽 ,改善系统的响应速度 ,而且可以改善参数变化对系统性能的影响 ,从而说明了 H∞ 控制器的有效性。 展开更多
关键词 液压伺服系统 H∞混合灵敏度 加权阵 鲁棒稳定性 控制理论
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输入受限的轧机液压伺服系统多模型切换控制 被引量:8
7
作者 王志杰 方一鸣 +1 位作者 李叶红 许衍泽 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期881-888,共8页
针对轧机液压伺服系统随工况变化所引起的弹性刚度系数及外负载力跳变问题,在输入受限的情况下,提出了一种具有L2增益的鲁棒抗饱和多模型切换控制策略。首先,建立了轧机液压伺服位置系统在不同工况下的多模型集;其次,应用共同Lyapunov... 针对轧机液压伺服系统随工况变化所引起的弹性刚度系数及外负载力跳变问题,在输入受限的情况下,提出了一种具有L2增益的鲁棒抗饱和多模型切换控制策略。首先,建立了轧机液压伺服位置系统在不同工况下的多模型集;其次,应用共同Lyapunov函数及稳定性理论证明了输入受限切换系统具有L2增益稳定性,并采用LMI方法设计了抗饱和状态反馈控制器。基于切换易实现原则,根据液压缸压力的变化作为各子控制器切换的依据。仿真及实验研究结果验证了本文所设计控制策略的有效性。 展开更多
关键词 输入受限 轧机 液压伺服系统 多模型切换 L2增益
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结构刚度对液压伺服系统稳定性影响分析 被引量:11
8
作者 余洋 石博强 侯友山 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期32-35,共4页
为探明大惯量伺服系统中结构刚度对稳定性影响,该文以结晶器液压振动伺服系统为例,建立了结晶器液压振动伺服系统数学模型,推导了液压伺服系统稳定的一般条件;考虑了结构刚度的影响,建立了液压缸-负载系统的数学模型,并进行了计算分析... 为探明大惯量伺服系统中结构刚度对稳定性影响,该文以结晶器液压振动伺服系统为例,建立了结晶器液压振动伺服系统数学模型,推导了液压伺服系统稳定的一般条件;考虑了结构刚度的影响,建立了液压缸-负载系统的数学模型,并进行了计算分析。研究结果表明,对于大惯量伺服系统来说,综合谐振频率成为限制整个液压伺服系统的主要因素。因此在这种情况下,提高液压固有频率同时,必须提高结构刚度。当考虑连接刚度的影响时,半闭环系统的稳定性要比全闭环系统好。该研究可为大惯量液压伺服系统的稳定性分析提供参考。 展开更多
关键词 液压伺服系统 结构 刚度 稳定性 半闭环系统 全闭环系统
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基于非线性观测器的液压伺服系统故障诊断方法研究 被引量:7
9
作者 明廷涛 张永祥 +1 位作者 张西勇 李彦龙 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第13期1527-1530,共4页
利用非线性观测器对液压伺服系统失压故障进行诊断。建立系统的非线性观测器模型,利用观测器仿真计算系统输出,并与系统实际输出相比较产生残差矢量,运用置信极限法对残差矢量进行决策分析,模拟失压故障对方法进行验证。
关键词 液压伺服系统 故障诊断 非线性观测器 残差
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模糊控制及其在液压伺服系统中的应用 被引量:31
10
作者 余兵 彭佑多 刘繁茂 《液压与气动》 北大核心 2006年第10期56-64,共9页
液压伺服系统普遍存在非线性、参数时变、外负载干扰、低阻尼和交联耦合等复杂特点而难以精确控制;模糊控制因不需系统精确数学模型且具有较强鲁棒性等优势而在非线性控制领域特别是在液压伺服系统中得到应用并仍具有广阔应用前景。文... 液压伺服系统普遍存在非线性、参数时变、外负载干扰、低阻尼和交联耦合等复杂特点而难以精确控制;模糊控制因不需系统精确数学模型且具有较强鲁棒性等优势而在非线性控制领域特别是在液压伺服系统中得到应用并仍具有广阔应用前景。文章较全面地论述了模糊控制特点。 展开更多
关键词 模糊控制 液压伺服系统 复合控制 应用概况
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近代液压伺服系统控制策略的现状与发展 被引量:44
11
作者 李运华 史维祥 林廷圻 《液压与气动》 北大核心 1995年第1期3-6,共4页
提出了近代液压伺服系统的基本概念,并对其主要特征进行了刻划。介绍了近代液压伺服系统控制策略的现状与发展趋势。
关键词 液压伺服系统 现代控制理论 智能控制 非线性控制
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离散变结构控制的新方法及其在液压伺服系统中的应用 被引量:6
12
作者 李运华 王孙安 +1 位作者 林廷圻 史维祥 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第5期611-616,共6页
本文对离散变结构控制进行了深入研究.针对伺服系统的特点,提出了一种新的变结构控制策略—IVSC.它由积分控制I和变结构控制VSC复合而成,因此当系统存在外部干扰和参数变化时仍可获得准确的跟踪性能和良好的鲁律性.应用所... 本文对离散变结构控制进行了深入研究.针对伺服系统的特点,提出了一种新的变结构控制策略—IVSC.它由积分控制I和变结构控制VSC复合而成,因此当系统存在外部干扰和参数变化时仍可获得准确的跟踪性能和良好的鲁律性.应用所提出的控制策略对泵控马达速度伺服系统进行控制的仿真结果表明控制效果是相当满意的. 展开更多
关键词 变结构控制 伺服系统 液压伺服系统
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结合重复控制补偿和CMAC的液压伺服系统PID控制研究 被引量:4
13
作者 张丹红 胡孝芳 +1 位作者 苏义鑫 沈俊 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第5期749-752,共4页
目前液压伺服系统广泛应用于航空航天等高精尖领域,要求输出快速无超调地跟踪输入指令,并且控制精度高。针对液压伺服系统的强非线性特性和重复运动的特点,结合重复控制补偿和CMAC的优点,将CMAC和重复控制补偿与PID控制相结合构建一种复... 目前液压伺服系统广泛应用于航空航天等高精尖领域,要求输出快速无超调地跟踪输入指令,并且控制精度高。针对液压伺服系统的强非线性特性和重复运动的特点,结合重复控制补偿和CMAC的优点,将CMAC和重复控制补偿与PID控制相结合构建一种复合PID控制器,用于液压伺服系统的位置控制。仿真结果表明:该复合PID控制方法与单纯的CMAC与PID并行的控制器相比,提高了系统对周期信号的跟踪精度,提高了系统的响应速度,增强了系统的抗干扰能力。 展开更多
关键词 液压伺服系统 CMAC 重复控制补偿 PID 仿真
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液压伺服系统的H_∞观测器设计 被引量:6
14
作者 明廷涛 张永祥 孙云岭 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2009年第6期84-89,共6页
针对液压伺服系统的故障诊断问题,提出一种新的全维状态观测器——H∞观测器的设计方法。该方法简化了液压伺服系统的传递函数描述,建立了系统状态空间描述的能观规范型;在考虑过程噪声与测量噪声的前提下,设计了系统的鲁棒观测器结构,... 针对液压伺服系统的故障诊断问题,提出一种新的全维状态观测器——H∞观测器的设计方法。该方法简化了液压伺服系统的传递函数描述,建立了系统状态空间描述的能观规范型;在考虑过程噪声与测量噪声的前提下,设计了系统的鲁棒观测器结构,并运用H∞滤波理论确定观测器的性能指标,求解了系统的矩阵Riccati方程,计算了观测器的反馈增益矩阵。设计实例的性能测试表明,该观测器具有良好的敏捷性和敏感性。 展开更多
关键词 液压伺服系统 观测器 鲁棒 H∞滤波
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基于复合粒子群自适应液压伺服系统力跟踪控制与试验 被引量:5
15
作者 苏文海 李冰 +4 位作者 闫聪杰 朱光强 袁立鹏 息晓琳 何景峰 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期85-96,共12页
为提高液压伺服系统力跟踪控制性能,针对不同环境模型及变期望力条件下,液压伺服系统末端位置力跟踪存在稳态误差及动态特性差问题,提出一种复合粒子群自适应阻抗控制策略。在建立液压伺服系统数学模型和阻抗模型基础上,根据环境刚度及... 为提高液压伺服系统力跟踪控制性能,针对不同环境模型及变期望力条件下,液压伺服系统末端位置力跟踪存在稳态误差及动态特性差问题,提出一种复合粒子群自适应阻抗控制策略。在建立液压伺服系统数学模型和阻抗模型基础上,根据环境刚度及力偏差,采用模糊算法确定阻抗参数范围,结合莱维飞行粒子群快速通过局部与全局搜索确定不同环境刚度下的阻抗参数,采用三次样条插值拟合阻抗参数随环境刚度变化方程;分析末端位置力跟踪稳态误差原因及并建立数学模型,根据末端位置力及当前末端位置,利用自适应算法估计环境刚度与环境位置,对期望位置补偿并选择阻抗参数。通过Matlab-Adams虚拟样机仿真,验证复合粒子群自适应阻抗算法对液压伺服系统力跟踪有效性。二连杆串联机构台架试验结果表明,采用复合粒子群自适应阻抗策略液压伺服系统力跟踪控制,末端位置稳态误差范围0~1,在期望力发生变化时,力跟踪动态性能良好。研究为液压伺服驱动足式农业移动平台及大型农业采摘机械臂末端位置力控制设计提供参考。 展开更多
关键词 液压伺服系统 力跟踪控制 粒子群 阻抗控制 自适应算法 末端位置力
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带钢跑偏液压伺服系统建模研究 被引量:5
16
作者 张新宇 姚瑶 +1 位作者 陈忠基 吴晓元 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第6期130-131,共2页
通过对带钢跑偏液压伺服系统的分析,建立了各组成环节的传递函数,得出了整个系统的数学模型,为进一步分析和设计该系统打下了基础。
关键词 带钢 跑偏 液压伺服系统 数学模型 传递函数
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输入有饱和的轧机液压伺服系统的的多模型切换控制 被引量:3
17
作者 方一鸣 范志远 +1 位作者 欧发顺 焦晓红 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期438-442,共5页
针对轧机液压伺服系统随工况变化而存在的弹性负载力和外负载力跳变所引起的结构跳变问题,建立并优化了考虑控制输入饱和特性的、系统连续工作时不同工况下的轧机液压伺服系统被控对象的多模型集.对每一模型采用线性矩阵不等式(LMI)方... 针对轧机液压伺服系统随工况变化而存在的弹性负载力和外负载力跳变所引起的结构跳变问题,建立并优化了考虑控制输入饱和特性的、系统连续工作时不同工况下的轧机液压伺服系统被控对象的多模型集.对每一模型采用线性矩阵不等式(LMI)方法设计了抗饱和状态反馈控制器,并制定了整个系统的切换策略,分析了具有饱和输入和外部扰动的切换系统的稳定性.对轧机液压伺服系统的仿真研究结果表明,本文所设计的控制系统具有良好的稳定性和动静态性能. 展开更多
关键词 控制输入饱和 液压伺服系统 多模型 切换控制
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主动式波浪补偿起重机液压伺服系统数学建模与优化 被引量:6
18
作者 胡永攀 陈循 +2 位作者 陶利民 陈仲生 董睿 《机床与液压》 北大核心 2010年第9期80-84,共5页
波浪补偿起重机在远洋作业中发挥着越来越重要的作用。针对一种新型主动式波浪补偿起重机的液压系统,首先通过理论分析建立其补偿回路数学模型;然后针对其负载大和钢丝绳传动等特点,提出通过合理选择反馈元件位置以减小钢丝绳对控制的... 波浪补偿起重机在远洋作业中发挥着越来越重要的作用。针对一种新型主动式波浪补偿起重机的液压系统,首先通过理论分析建立其补偿回路数学模型;然后针对其负载大和钢丝绳传动等特点,提出通过合理选择反馈元件位置以减小钢丝绳对控制的影响、通过复合控制进行负载补偿和通过PD控制改善动态性能等优化方法;最后利用Simulink进行建模仿真,验证了上述方法的有效性。 展开更多
关键词 波浪补偿起重机 液压伺服系统 复合控制 PD控制
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液压伺服系统的非线性最优控制 被引量:10
19
作者 丁雪峰 许贤良 《液压与气动》 北大核心 2004年第2期32-35,共4页
采用非线性系统中的微分几何方法 ,针对液压伺服系统中的非线性因素 ,进行精确线性化 ,并利用LQR理论和SIMULINK对其进行最优控制和仿真。
关键词 液压伺服系统 非线性 最优控制 SIMULINK 仿真 LQR理论
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基于结构不变性原理的有效提升液压伺服系统动特性的新方法 被引量:5
20
作者 高峰 茅及愚 李维嘉 《液压与气动》 北大核心 2004年第7期59-61,共3页
为提高液压伺服系统快速响应性和平滑输出的要求 ,在重新定义负载流量、负载压力基础上建立了新的系统数学模型。运用结构不变性原理 ,导出输入控制的补偿量来抑制外界干扰使系统始终工作在最佳设计状态。仿真和样机试验的结果表明 ,该... 为提高液压伺服系统快速响应性和平滑输出的要求 ,在重新定义负载流量、负载压力基础上建立了新的系统数学模型。运用结构不变性原理 ,导出输入控制的补偿量来抑制外界干扰使系统始终工作在最佳设计状态。仿真和样机试验的结果表明 ,该方法抗负载扰动能力强 ,对高频信号响应更快 ,可大大改善系统动态响应性能。同时 ,该方案只对原伺服系统稍加改装 ,操作简易可靠 。 展开更多
关键词 液压伺服系统 结构不变性 负载压力 负载流量
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