电液位置伺服控制系统实验
电液位置伺服系统无静差跟踪控制研究
控制精度要求高的场合 ， 常规 ＰＤ调节就难 以得到满 Ｉ
（ ） Ｂ片振子 的电压大小不 同， ２ Ａ、 频率相 同 ， 但
相位相同时 ，如图 ４ 所示） 片的变形大小不等 ， （ ｂ 两 弯 曲方向相同。泵的流量在 Ｏ ～Ｑ之间变化。
基金项目： 甘肃省自 然科学基金重点资助项目（ ８一２－ ２ ９１ ２ ２） Ａ ０ 作者简介 ： 杨逢瑜 （９８ ， 甘肃兰州人 ， １４～）男， 教授 ， 学士 ， 主 要从 事液压 技术方面的科研 和教 学工作 。
况；
［］ 曲庆璋， ．弹性理论 ［ ．北京： ５ 等 Ｍ］ 冶金 工业出版社 ，
１９ ９ ７，
（）根据两 片振 子上施加 电压的 大小和相 位不 ３ 同， 分析 了微泵流量 的可调性 ， 从而可对以后设计流量
［］ 龚曙光． Ｎ Ｙ ６ Ａ Ｓ Ｓ基础应用及范例解析［ ． Ｍ］ 北京： 机械
（ 兰州理 工大 学 流体动力与控制学 院， 甘肃 兰州 ７０５ ） ３００
摘
要： 针对周期性、 多频扰动的电液 阎控摆动液压缸伺服 系统 ， 设计 了一种 内模控制器， 以取代常规的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
比例积分微分调节器。对模型准确和有误差的两种情况进行 了仿真和 实验 ， 明有 内模无静差跟踪控 制器 表 使 电液阀控摆动液压缸 系统能输 出准确地跟踪参考输入 ， 有效地消除了外干扰带来的误差 ， 了无静差跟 实现 踪。该 系统对设计时的建模误差和外界干扰都具有较强的鲁棒性。
光 ，９ ８２ （ ）２ ３ ３ ． １９ ，０ ４ ：３ —２ ６ ［］ 李 军 ， ． ４ 等 收缩 管 张管 型无 阎压 电泵 的工作原 理 ［］ Ｊ． 压电与声光 ，０ ０ ２ （ ）３ ６—３ ８ ２０ ，２６ ：７ ７．
仿生液压四足机器人电液伺服控制系统的设计与研究共3篇
仿生液压四足机器人电液伺服控制系统的设计与研究共3篇仿生液压四足机器人电液伺服控制系统的设计与研究1仿生液压四足机器人电液伺服控制系统的设计与研究随着科学技术的不断发展，仿生机器人技术越来越成熟，已经被广泛应用于工业自动化和医疗领域。
仿生液压四足机器人是一种非常先进的仿生机器人，它可以在各种恶劣的环境下进行机械装卸、军事侦察、救援救灾等工作。
在众多的机器人种类中，液压四足机器人具有结构简单、运动灵活、负载能力强、自适应性好等优点，广泛应用于军事、救援、能源、建筑、农业等领域。
本文介绍了仿生液压四足机器人的电液伺服控制系统设计和研究。
液压四足机器人的动力往往来自于液压系统，因此电液伺服控制系统是液压四足机器人运动控制的核心。
电液伺服控制系统是指将电信号转换为液压信号的系统，实现液压泵、阀门、执行器等的精确控制。
在液压四足机器人中，电液伺服控制系统的性能直接影响其运动控制精度和稳定性，因此设计一套高性能、高精度的电液伺服控制系统具有重要的意义。
电液伺服控制系统的设计过程需要考虑技术参数、系统结构、硬件设计、软件设计四个方面。
技术参数是指液压系统中传感器、执行器、电机等各个组成部分的规格参数。
在该机器人的设计过程中，需要根据机器人运动的需求和工作环境，综合设计机器人的各项技术参数。
其中，执行器的大小、电机的功率、传感器的灵敏度都需要精确计算和匹配，以保证机器人运动控制的稳定性和精度。
系统结构是指电液伺服控制系统中各个组成部分的排布方式，包括电液伺服控制器、液压泵、阀门、执行器、传感器等。
在设计中，需要考虑系统结构的简洁性、紧凑性、功耗等因素，以便于整机的使用和维护。
硬件设计包括电路设计和机械结构设计。
机械结构设计需要考虑机器人的形状、尺寸和材料等，以便于机器人的运动和受载能力。
电路设计则需要根据机器人的应用环境和技术参数，设计控制器、传感器、执行器等电路电子元器件。
软件设计包括程序设计和算法设计。
程序设计是指通过编写程序来实现机器人各种功能的控制，算法设计则是指通过算法来实现机器人的各种自适应控制功能。
电液伺服控制系统的应用实例
第七章 电液伺服控制系统的应用实例 7.1 引例图7-1 阀控油缸闭环控制系统原理图此图为采用电液伺服阀控制的液压缸速度闭环控制系统。
这一系统不仅使液压缸速度能任意调节，而且在外界干扰很大（如负载突变）的工况下，仍能使系统的实际输出速度与设定速度十分接近，即具有很高的控制精度和很快的响应性能。
工作原理如下：在某一稳定状态下，液压缸速度由测速装置测得（齿条1、齿轮2和测速发电机3）并转换为电压。
这一电压与给定电位计4输入的电压信号进行比较。
其差值经积分放大器放大后，以电流输入给电液伺服阀6。
电液伺服阀按输入电流的大小和方向自动地调节其开口量的大小和移动方向，控制输出油液的流量大小和方向。
对应所输入的电流，电液伺服阀的开口量稳定地维持在相应大小，伺服阀的输出流量一定，液压缸速度保持为恒值。
如果由于干扰的存在引起液压缸速度增大，则测速装置的输出电压改变，而使放大器输出电流减小，电液伺服阀开口量相应减小，使液压缸速度降低，直到液压缸恢复原来的速度时，调节过程结束。
按照同样原理，当输入给定信号电压连续变化时，液压缸速度也随之连续地按同样规律变化，即输出自动跟踪输入。
通过分析上述伺服系统的工作原理，可以看出伺服系统的特点如下：（1）反馈系统：把输出量的一部分或全部按一定方式回送到输入端，并和输入信号比较，这就是反馈作用。
在上例中，反馈电压和给定电压是异号的，即反馈信号不断地抵消输入信号，这就是负反馈。
自动控制系统中大多数反馈是负反馈。
（2）靠偏差工作：要使执行元件输出一定的力和速度，伺服阀必须有一定的开口量，因此输入和输出之间必须有偏差信号。
执行元件运动的结果又试图消除这个误差。
但在伺服系统工作的任何时刻都不能完全消除这一偏差，伺服系统正是依靠这一偏差信号进行工作的。
（3）放大系统：执行元件输出的力和功率远远大于输入信号的力和功率。
其输出的能量是液压能源供给的。
7.2 车床液压仿形刀架图7-2 车床液压仿形刀架车削圆锥面时，触销沿样件的圆锥段滑动，使杠杆向上偏摆，从而带动阀芯上移，打开阀口，压力油进入液压缸上腔，推动缸体连同阀体和刀架轴向后退。
《2024年电液伺服系统模糊PID控制仿真与试验研究》范文
《电液伺服系统模糊PID控制仿真与试验研究》篇一一、引言随着现代工业自动化技术的飞速发展，电液伺服系统作为重要组成部分，在众多领域中发挥着重要作用。
然而，由于电液伺服系统存在非线性、时变性和不确定性等特点，其控制问题一直是研究的热点和难点。
传统的PID控制方法在面对复杂多变的环境时，往往难以达到理想的控制效果。
因此，本文提出了一种基于模糊PID控制的电液伺服系统控制策略，并进行了仿真与试验研究。
二、电液伺服系统概述电液伺服系统主要由液压泵、液压马达、传感器和控制器等部分组成。
它利用电信号驱动液压系统工作，实现对负载的精确控制。
由于其具有高精度、快速响应等特点，在机械制造、航空航天、船舶等领域得到了广泛应用。
然而，由于电液伺服系统的复杂性，其控制问题一直是研究的重点。
三、模糊PID控制策略针对电液伺服系统的特点，本文提出了一种模糊PID控制策略。
该策略结合了传统PID控制和模糊控制的优点，通过引入模糊逻辑对PID参数进行在线调整，以适应系统参数的变化和环境干扰。
模糊PID控制策略能够在保证系统稳定性的同时，提高系统的响应速度和抗干扰能力。
四、仿真研究为了验证模糊PID控制策略的有效性，本文进行了仿真研究。
首先，建立了电液伺服系统的数学模型和仿真模型。
然后，分别采用传统PID控制和模糊PID控制对模型进行仿真实验。
通过对比两种控制策略的响应速度、稳态精度和抗干扰能力等指标，发现模糊PID控制在电液伺服系统中具有更好的性能。
五、试验研究为了进一步验证模糊PID控制策略的实用性，本文进行了试验研究。
在试验过程中，首先搭建了电液伺服系统的试验平台，然后分别采用传统PID控制和模糊PID控制对实际系统进行控制。
通过对比两种控制策略的试验结果，发现模糊PID控制在电液伺服系统中具有更高的稳态精度和更快的响应速度。
此外，在面对环境干扰时，模糊PID控制也表现出更强的抗干扰能力。
六、结论本文通过对电液伺服系统的模糊PID控制进行仿真与试验研究，验证了该策略的有效性。
基于C240运动控制器的电液伺服系统控制的研究
的影响 ［］ 流体传 动与控制 ， １ ，１． Ｊ． ２ １（） ０
［ ］ 张伟． ４ 基于冷连 轧过 程的虚 拟轧制关键技 术研究 ［ ． Ｄ］ 秦
皇岛 ： 山大学 ，０４ ３ ４ ． 燕 ２ ０ ．５— ８
［ ］ 王琳 ， ５ 曹瑞 涛 ， 长印． 冯 蓄能器 的基本 参数确定 及其 特性
Ｆ ＥＮＧ ｏ，ＴＯＮＧ ｉｘ Ｔａ Ｚｈ —ｕｅ，Ｗ ＡＮＧ Ｇｕａ ｇ ｌｉ ｎ —ｅ
（ 西安建筑科技大学 机 电工程学 院陕西 西安
７ ０５ ） １０ ５
摘
要 ： 对 液压 电磁 比例 方 向阀存 在死 区的特性 影 响控制 稳 定性和 动 态性 ， 比例 方向 阀的特 性进 行 针 对
了实验测 定 ， 到 了比例 方向 阀较 准确 的特性 曲线 。根 据 实验 曲线 对测试 结 果进行 了分析 ， 出了一 种利 用 得 提 实测 的 阀的特 性 曲线作 为控 制补 偿 曲线 ， 并基 于 某公 司运 动控 制 器 Ｃ ４ ２ ０的 电液 比例 方 向控 制 的调 节 方 法 。
差调 节 的 闭环控 制方 式 。 本 文研 究 了一种 基 于 运 动控 制 器 Ｃ ４ ２０的液 压伺
向时都会出现大的滞后性和冲击 ， 这样就导致给定输
出与执 行 速 度 之 间 的 关 系 并 不 是 线 形 的 （ 图 ２所 如
示） 。一 旦我 们还 以控 制 线 性 电气 轴 的模 型来 控 制 非 线性 液 压轴 ， 速度 会非 常不 稳定 ， 而且 位置 闭环会 不 停
度控制 ， 达到了较高的控制精度和响应速度。 １ 电液伺 服 系统 简介 电液伺服 系统 以其 响应速度 快 （ 相对 于机 械系 统 ） 负载 刚度 大 、 、 控制 功 率 大 等 独特 的优 点 在工 业 控
电液位置伺服控制系统实验
减小Ki
正常参数
Ki减小为40
Ki变小，ωc=1.53<2.78， ωh=14.8不变，Kg=24.5>19.1
增大Kd1
正常参数
Kd1变大为35
Kd1变大，ωc=2.1<2.78， ωh=17.1>14.8 ，Kg=21.8>19.1
减小Kd1
正常参数
Kd1减小为20
Kd1变小，ωc=3.45>2.78， ωh=12.9<14.8 ，Kg=16.8<19.1
2）阀控缸微分方程
负载流量线性化方程 流量连续性方程
忽略阀腔和管道总容积，油液的压缩性影响忽略
液压缸活塞的动力学平衡方程
3）缸输出位移对伺服阀输入电信号的传递函数 或写成：
2 伪微分反馈控制算法
对输出信号C 微分的积分仍是C，这就说明没有必要对C 进行微分
2
微分反馈控制方框图
伪微分反馈控制方框图
增大Kd2
正常参数
Kd2变大为3.3
Kd2变大，ωc=2.78不变， ωh=14.8不变，Kg=20.4>19.1
减小Kd2
正常参数
Kd2减小为0.6
Kd2变小，ωc=2.95基本不变， ωh=14.8不变，Kg=7.51<19.1
斜坡输入1
正弦输入
正弦输入，幅值5，频率1
正弦输入，幅值5，频率2.95
为能量输出单元在线 性范围内的最大值
为输入信号在线性范 围内的最大值
2
系统开环传递函数
代入系数得到
正常参数时的ωc=2.78， ωh=14.8，Kg=19.1
增大Ki
正常参数
Ki变大为120
Ki变大，ωc=4.39>2.78， ωh=14.8不变，Kg=15<19.1
电液位置同步伺服系统的模糊控制研究
和 ｋ一１ 别 表示 离散 时间 系统 的 当前 时 刻和前 一 时 分
复合控制器 ， ， 系统 具有 鲁棒 胜和精 确 性 为 ｒ 使 验 证控 制性能 ，本 文将 这种 控制 器应 用 于 电液位 置 同步
系统的实时控 制 。 位置 同步系统 的结 构差异会 带来不同的控制 效果 ，
２ ｕ 一ＰＤ复合控 制器 的设计 Ｆ ｚ Ｉ
括死区 、摩擦和滞环 等 的非 线性 环 节 又是未 知 和时变
的。为解决上述 问题 ，很 多 研究 已被提 出 ，但 各有缺
陷 ，例如 ＰＤ控 制 器很 难 获得 满意 的效果 ．自适 应控 Ｉ
制器通常要求较快 的 Ｃ Ｕ执行 速 度 ．对于 时变性 较 陕 Ｐ 的液压控制系统难 于达到 良好的实 时性 。 自从模糊控 制 器 出现 以来 ，得 到 了广泛 应用 一通 常模糊控制器 由语 言 性控 制规 则 构成 ．对于 输 八和输
维普资讯
《 机床与液压》９０ ｏ １ ， ２ Ｎ ０
・８ ３
电液 位 置 同步 伺服 系统 的模 糊控 制研 究
管杨 新 ，胡 大邦 ， 王 奕豫
（ 炭 科 学研 究 总 院 上 海 分 院 液 压研 究 所 ，９０ ３ ） 堞 ＿ ００ ０
本文对 同步 系统 中常用 的两种 控 制策 略进行 了 比较 和 分析 因 为它 们各 自都 有局 限性 ，所以综 台采 用两 种
策略的 同步系统可 获得更好的 动态和稳态特性 。 １ 电液位置 同步控 制 系统 的组成
图 ２ 模 糊控制 系统方框图
采用 ７个语言 模 糊集来 描述 所 有的输 入 、输 出模
Ｐ Ｍ Ｐ Ｂ Ｐ ８
Ｐ Ｍ Ｐ Ｂ
（ ）并 、串复台联接 Ｃ
电液伺服系统同步控制研究
两个 系 统共用 一 个 液压 泵 站 ， 站 采 用 恒压 变 量 泵
随着 液压技 术在 工 程 领 域 中 的应 用 １ 扩 大 ， ３益 大 型设 备负 载能力 增加 或 因布局 的关 系需要 多个 执行元 件 同时驱 动一个 工作 部 件 ， 因此 同 步控 制 就 显 得越 来 越重要 了。但 由于每 一个 液压 系 统 的 泄 漏 、 控制 元 件 间 的性 能差异 、 执行元 件 间负载 的差 异 、 各 系统各 组成 部分 的制造误 差等 因素 的影 响 … ， 造 成 多执 行 机 构 将 的同步误 差 ， 果不 有 效 地加 以控 制 并 克 服这 种 同步 如 误差 ， 系统将不 能正 常工 作 。 本文 以北京 市科 委 支 持 项 目为背 景 ， 以北 京 交 通 大学 液压伺 服控 制实验 室 夹持 同步控 制试 验平 台 的阀 控非 对称液 压缸 为研 究 对 象 ， 夹持 同步 控 制 进 行试 对
（ 聊城大学 汽车与交通工程学院 ，山东 聊城
２ ２０ ） ５０ ０
摘
要 ： 文 以电液伺服 系统 的 常用执行 机 构 阀控 非对 称缸 为研 究对 象 ， 同步对顶伺 服 系统进 行分析 该 对
和 试验研 究 ， 建立 同步控 制 系统位 置扰动 型 力 学模 型 ， 出位 置 闭环 一力跟 随控 制 策略 ， 过 试验 实现 亍对 提 通
图 １ 同步控制实验平台系统结构图
从事 自动控制 与液压控 制方 面的科研 和教学工作。
２
液压 与气动
２１ ０ ０年第 ６期
假设 以右边 的施 力 系 统 为 研究 对 象 ， 边 的位 置 左 系 统为受 力对象 。得 到施力 机构 的力 方程
基于电液位置伺服控制试验台的自适应控制研究
根 据 系 统 控 制 性 能要 求 ， 择 相 符 合 的模 型 作 为 自适 应 系 统 的参 选 考 模 型 。 这 里 选 择 参考 模 型为
变 化 和 大 时变 负 载 干 扰 ， 用 常 规 的 ＰＤ控 制 ， 统 的 动 态 性 能 往 往 采 Ｉ 系 难 以满 足 。本 文 针 对 电液 位 置 私服 控 制 系 统试 验 平 台 ， 于 Ｐｐ ｖ 基 ｏｏ 超
ｅ ）ｙ ）ｙ Ｏ＝ （一 ） ￡
（） ７
（） ８ （） ９
引入 误 差反 馈 控 制 器
（）Ｄ ｅ ＝ ＋ ｌ ｄ ｅ ｓ＝ ） ２ｄｓ ） ） ＋
则 有
（＝ ＿ ｄ ｙ） Ｏ＋ ｄ （－ ￣） ｆ ，（＋ （— ］ｄｙＯ ｙ（］ ） ［ ｔ 选取 ４个 滤 波 信 号 ） （ ｌ ，，） ｉ ， ３４为 ＝ ２
要】 于电液位置私服控制 系统试验平台， 基 设计 了模型参考 自适应控 制 系统， 并给 出了设计方 法和控制算法。通过仿 真可以看出， 这
种 控 制 方 法 能在 随机 干扰 作 用 下 渐 进 一 致 的 跟 随参 考模 型 的希 望 输 出 ， 足被 控 系统 的性 能指 标 要 求 。 满
２１ ０ ０年
第 ９期
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｆ ＭＡ Ｉ ＣＥ Ｃ Ｅ ＨＮ Ｌ ＧＹＩ ＯＲ ＴＯＮ Ｎ
Ｏ机械 与电子０
科技信息
基于电液位置伺服控制试验 台的 自适应控制研究
李 金静 ’ 李 （ ，． １２太原 科技 大学 山西
【 摘
Hale Waihona Puke 虹 太原０ ０２ ） ３ ０ ４
） — ＝
ｓ ｎ ＋
—一
ｕ ）
（） ５
《电液位置伺服控制系统的模糊滑模控制方法研究》范文
《电液位置伺服控制系统的模糊滑模控制方法研究》篇一一、引言随着工业自动化和智能化的发展，电液位置伺服控制系统在各种工程领域中扮演着越来越重要的角色。
然而，由于系统内部和外部的复杂性和不确定性，如何实现精确、快速且稳定的控制成为了该领域的重要研究课题。
传统的控制方法如PID控制、模糊控制等在面对复杂多变的环境时，往往难以达到理想的控制效果。
因此，本文提出了一种基于模糊滑模控制的电液位置伺服控制方法，旨在提高系统的控制性能和鲁棒性。
二、电液位置伺服控制系统概述电液位置伺服控制系统是一种以液压传动为基础，通过电子控制系统实现位置精确控制的系统。
该系统广泛应用于航空、航天、船舶、机械等领域。
由于液压传动具有传动力大、响应速度快等优点，使得电液位置伺服控制系统在各种工程中发挥着重要作用。
然而，系统内部的非线性和不确定性因素以及外部环境的干扰，使得系统的精确控制变得困难。
三、模糊滑模控制方法研究针对电液位置伺服控制系统的特点，本文提出了一种基于模糊滑模控制的控制方法。
该方法结合了模糊控制和滑模控制的优点，既能够处理系统的不确定性，又能够保证系统的稳定性和快速性。
1. 模糊控制部分模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，能够处理系统的不确定性和非线性。
在本文中，我们利用模糊逻辑对系统的不确定性进行建模，并利用模糊规则对系统进行控制。
通过模糊化、规则匹配和反模糊化等步骤，实现了对电液位置伺服系统的精确控制。
2. 滑模控制部分滑模控制是一种基于滑动模式的控制方法，能够使系统在受到扰动时快速恢复到稳定状态。
在本文中，我们利用滑模控制的特性，设计了一种针对电液位置伺服系统的滑模面。
通过调整系统的输入，使系统在受到扰动时能够快速滑动到滑模面上，并保持在该面上运动，从而实现精确的位置控制。
3. 模糊滑模综合控制将模糊控制和滑模控制相结合，形成了模糊滑模综合控制方法。
该方法能够根据系统的实际情况，自动调整模糊控制和滑模控制的权重，以实现最优的控制效果。
电液位置伺服控制系统传递函数模型研究
电液伺 服 阀是 液压控 制系统 的核心元 件 ， 其压
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ８ — １ ３ 作者简介 ： 徐 国强（ １ ９ ７ ２ 一 ） ， 男， 山西太原人 ， 工程 师， 硕士， 从 事机电专业工作。
化 。设在某工作点 （ ｚ ∞ ， Ｐ 抑 ） 的负载流量是 Ｑ， 。 ， 即：
Ｑｉ ． ｏ ＝ ： 厂 （ 们 ， Ｐ ｒ ｏ ） ， ＝ ｚ ∞ ＋△ ｚ ， Ｐ ｌ ＝ Ｐ ｚ ｏ ＋ △
则： ＱＬ 厂 （ ｚ ， ｐ ） 厂 （ ｚ 砷 ＋△ ｚ ， 户 加 ＋△ 户 ） ．
（ ） ： （ ） ＝厂 （ ｚ ∞＋ ｘ ） ＝ （ ２ ）
则输 出流量 为 ：
ＱＬ ＝Ｋｏ ｘ 一ＫＣ Ｐ 一
ｎ—————一
— —
Ｃ ， ｌ Ｗｘ ｆ ｛ （ －ｐ ）
（ ６ ）
ｃ ｗ Ｊ ｌ （ Ｐ ， － Ｐ Ｉ ） ｘ 一 —
一
式 中 ：厂 （ ・ ） 是 围 绕 平 衡 点 ∞的 解 析 函 数 ， 即： ｆ （ ｘ 们 ） ＝０。 如 果 ｘ （ ｔ ｏ ） ＝ ｘ ∞， 那 么对 于 所 有 ≥ ｔ ｏ，
ｚ （ ） ＝ ∞＋ 。 以 表示 相 对 ∞的小 偏差 量 。考虑 系 统在 （ ｆ ） ＝ ∞＋ 的性 质 ：
模 型
等０
（ ５ ）
为分析方便起见 ， 认为位置伺服系统是在零位条 件下工作 的， 用变量本身表示它们从初始条件下 的变 化量。且定义流量增益及流量一 压力放大系数分别为
设有如下形式的非线性表述 ：
ｘ （ ｔ ） ＝厂 （ ｚ （ ￡ ） ） ． （ １ ）
ＫＱ＝
；
３ ８ ∞＝ ＝ＱＬ ｏ ＝０．
电液位置伺服控制系统设计方法
电液位置伺服控制系统设计方法本文将介绍电液位置伺服控制系统设计的方法，并针对其中的几个关键环节进行详细说明。
一、系统建模几何方法是通过几何分析来建立系统的几何关系方程，例如通过机械结构的分析来推导出负载移动和油液角位移的关系。
物理方法是通过物理定律和原理来建立系统的动态方程，例如利用牛顿第二定律和液压力学原理来推导出系统的动态方程。
数学方法是通过系统的输入和输出响应数据来建立系统的数学模型，例如通过实验数据拟合出系统的传递函数或状态空间模型。
二、控制策略选择在电液位置伺服控制系统中，常用的控制策略包括PID控制、模糊控制和自适应控制等。
PID控制是最常用的控制策略之一，通过调节比例、积分和微分三个控制参数来实现位置控制。
PID控制具有简单、稳定的特点，适用于许多工业领域。
模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制策略，能够处理非线性、模糊的系统。
模糊控制通过建立模糊规则和模糊推理机制来实现控制。
自适应控制是一种根据系统状态和参数变化进行自动调节的控制策略。
自适应控制能够实时调节控制参数，以适应系统的变化。
根据具体的系统动态特性和控制性能要求，选择适合的控制策略。
三、控制器设计根据选定的控制策略，设计合适的控制器参数，例如PID控制中的比例、积分和微分参数。
控制器参数的选择通常通过试验和调整得到，常用的方法包括试探法、经验法和优化算法。
试探法是最常用的方法，通过对控制器参数进行调整，观察系统的响应，找到最佳的控制参数。
经验法是通过工程经验来选择控制器参数，常用的经验法包括Ziegler-Nichols 方法和Chien-Hrones-Reswick 方法等。
优化算法是一种通过优化方法来寻找最优控制参数的方法，例如遗传算法、粒子群算法等。
四、系统仿真和调试在设计完成后，应进行系统仿真和调试，以验证系统的性能和稳定性。
系统仿真可以通过利用系统的数学模型，使用仿真软件（如Matlab/Simulink）进行。
仿真可以帮助设计人员评估系统的性能，并对控制器参数进行进一步调整。
电液伺服系统的性能分析与控制
电液伺服系统的性能分析与控制电液伺服系统是一种非常重要的机电一体化控制系统。
其中，电液伺服阀、电液伺服油泵和电液缸等都是其基本组成部分。
从理论上讲，电液伺服系统的工作原理非常复杂。
但实际上，只要将其主要组成部分捆绑在一起，就可以满足由系统所需要的控制。
实现电液伺服系统的控制是非常重要的，因为控制系统的稳定性、响应性和准确度直接影响系统的运行效果。
通过为电液伺服系统提供适当的控制策略，可以增强其控制能力，优化系统性能，满足不同的应用需求。
下面将针对电液伺服系统的性能分析和控制进行详细的讨论。
电液伺服系统的性能分析在分析电液伺服系统的性能方面，需要考虑以下三个方面：稳定性、响应时间和准确度。
稳定性电液伺服系统的稳定性是保证系统长期稳定运行的关键因素。
稳定性可以从两个方面进行分析：动态稳定性和静态稳定性。
动态稳定性是指系统在受到外界扰动后，能够尽快地恢复到平衡状态。
动态稳定性可以通过考虑电液伺服系统的振动频率和阻尼来建立模型。
该模型允许分析阻尼特性和振动频率的影响，即了解系统在受到冲击负载时如何响应，以及系统如何通过自适应调节来消除这种影响。
当电液伺服系统出现大幅度振动时，可以通过在系统中添加小幅度振动来实现自适应调节的目标。
静态稳定性是指系统在整个控制过程中能够保持一致性和准确性。
在电液伺服系统中，静态稳定性往往与系统PID控制器有关。
通过调整PID参数，可以分析系统的错误响应并进行系统准确性的校正。
要重点关注的是，增加比例控制器的参数会增加静态稳定性，但为了防止系统过度振荡，需要减少PID系统的增益。
响应时间电液伺服系统的响应时间是指系统从接收输入到产生反应的时间。
响应时间直接决定了系统的反馈速度和准确度。
响应时间可能受到如下因素的影响：传感器响应时间、放大器响应时间和电液伺服阀的动态性能等。
传感器响应时间是从输出信号增加到满量程的时间，是指放大器输出充分变化的时间。
如果从传感器的角度出发，那么输出响应特性是指输出恢复到0%需要的时间（即从输出信号增加到输出反转的时间）。
基于自抗扰控制器的电液位置伺服控制系统的实验研究
作 者简介 ： 吕猛 （９ ５）男 ， 士研究生 。主要研究 方向是 电液伺 服 １ ８ 一， 硕
控 制 的研 究 。
ｖ （一， ／ 。，。 ） ， ｆ ｖ ＝ ＼ ： Ｖ
（） 张 状 态 观测 器 （ Ｓ ： ２扩 Ｅ Ｏ） 中间 辊 横 移 系 统 的
第８ 页
第４ （ 期 总期 ５ 期） ３
２ １年 ７ ０２ 月
流体秸动与 ｌ 控戋 ｊ
Ｆｌ ｄ Ｐｏ ｒ Ｔｒ ｎｓ ｓ ｉ ｎ ｎｄ ｕｉ ｗｅ ａ ｍｉ ｓｏ ａ Ｃｏ ｔｏ ｎｒ ｌ
Ｎ ．（ｅｉ ．３ ｏ４Ｓ ｒ ｌＮｏ５） ａ
Ｊ ｌ， ｕ ｙ ２０１ ２
基于 自抗扰控制器 的电液位置伺服控 制 系统 的实验研究
一
ｏ１ ｌ ｅ２ 一 Nhomakorabea０ ２
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吕 猛 张齐生 刘春庆 任光合
（１燕山大学机械工程学 院 河北秦皇 岛 ０ ６ ０ ２ 国家冷轧板带装备与工艺工程技术研究中心 河北秦皇 岛 ０６ ０ ． ６０４ ． ６ ０ ４）
摘 要 ： 常用 的抗干扰控制方法依赖于对象 的精 确模 型 ， 这对 受不确定负载干扰影响的系统是不现实的 。ＰＤ控制虽 Ｉ
然不依 赖于对象 的模型 ， 但其抗 干扰 能力不强 。针对这一 问题 ， 设计 了不依赖对象模 型的 自抗扰控制器 ， 并搭建 了模 拟受 随机 负载干扰的 电液位置伺服 控制系统实验 台； 然后基于 自抗扰控制器 ， 在该实验台上分析研究 了该 电液位置伺 服控制 系统 的性 能。 关键词 ： 电液位置伺服控制 系统 ； 不确定负载干扰 ； 自抗扰控制器 ； 实验研究 中图分类号 ：Ｈ１７３ Ｔ ３－ 文献标 志码 ： Ａ 文章编号 ：６２８ ０ 一２ １ ）４０ ０ ．０ １７ ．９４ （０ ２ ０ —０ ７０ ４
《2024年电液伺服系统非线性动力学行为的理论与实验研究》范文
《电液伺服系统非线性动力学行为的理论与实验研究》篇一一、引言电液伺服系统是一种广泛应用于工业、航空、航天等领域的控制技术，其性能直接关系到整个系统的稳定性和精度。
然而，由于电液伺服系统中的非线性动力学行为，使得其控制难度较大，因此对电液伺服系统非线性动力学行为的研究显得尤为重要。
本文旨在通过理论分析和实验研究，深入探讨电液伺服系统非线性动力学行为的特性和规律，为电液伺服系统的优化设计和控制提供理论依据和实验支持。
二、电液伺服系统非线性动力学行为理论分析1. 模型建立电液伺服系统由液压泵、执行器、传感器和控制单元等组成。
为了研究其非线性动力学行为，需要建立相应的数学模型。
本部分通过对电液伺服系统的各个组成部分进行建模，包括液压泵的流量模型、执行器的力学模型、传感器的测量模型以及控制单元的控制策略模型等，从而得到整个系统的数学模型。
2. 稳定性分析电液伺服系统的稳定性是系统正常运行的关键。
本部分通过分析系统的稳定性条件，探讨系统在不同条件下的稳定性变化规律。
同时，针对系统中的非线性因素，如液压泵的流量非线性、执行器的摩擦非线性等，进行深入分析，揭示其对系统稳定性的影响。
3. 动态响应分析电液伺服系统的动态响应是衡量系统性能的重要指标。
本部分通过分析系统的动态响应特性，包括响应速度、超调量等指标，探讨系统在不同条件下的动态响应变化规律。
同时，结合实验数据，验证理论分析的正确性。
三、电液伺服系统非线性动力学行为实验研究1. 实验设备与方案为了研究电液伺服系统的非线性动力学行为，需要搭建相应的实验平台。
本部分介绍实验设备的选择与搭建过程，包括液压泵、执行器、传感器等设备的选择与连接方式。
同时，设计合理的实验方案，包括实验参数的设置、实验步骤的安排等。
2. 实验结果与分析通过实验数据的采集与处理，得到电液伺服系统在不同条件下的非线性动力学行为数据。
本部分对实验数据进行深入分析，包括对数据的可视化处理、对数据的统计与分析等。
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2
s2
2.834 2 0.866 1 2 s s s 1 2 14 .726 14 .726
正常参数时的ωc=2.78， ωh=14.8，Kg=19.1
增大Ki
正常参数
C (s) 4.611 R( s) 1 2 0.866 2 s 14 .726 2 s 14 .726 s 1
斜坡输入1
正弦输入
正弦输入，幅值5，频率1
正弦输入，幅值5，频率2.95
3 液压系统原理
压力传感器2
伺服缸
压力传感器3
平衡阀 电磁换向阀
蓄能器
电液伺服阀 压力传感器1
流量计2
流量计1 精滤器 电磁溢流阀
电机泵组
M
粗滤器 精滤器
4 系统控制原理
数据采集
参考输入
控制器
数模转换
功率放大
伺服阀
伺服缸
K i 73.746 KV 2.834 K d 1 26.022
K d1 h 代入系数得到 K d 1 26 .022 14 .726 h a a 0.12 (b K d 2 ) (b K d 2 ) (0.2 2.861) h h 0.866 2 K d1 a 2 K d 1 a 2 26.022 0.12
mmax 为能量输出单元在线 性范围内的最大值
r0,ml 为输入信号在线性范 围内的最大值
阶跃输入2.5
阶跃输入5
阶跃输入9
阶跃输入12
系统开环传递函数
KV C (s) R(s) 1 2 2 h s 2 s s 1 h h
Ki KV K d1
2）阀控缸微分方程
负载流量线性化方程
qL K q xV K c pL
流量连续性方程
Vt dpL dxP qL AP CtP pL dt 4 e dt
忽略阀腔和管道总容积，油液的压缩性影响忽略
dxP qL AP CtP pL dt
液压缸活塞的动力学平衡方程
d 2 xP dxP F AP pL mt BP FL 2 dt dt
3）缸输出位移对伺服阀输入电信号的传递函数
AP K q K SV X P (s) 2 E ( s ) ( K c CtP )mt s 2 ( AP K c BP CtP BP ) s
或写成：
X P ( s) 1 2 E ( s) as bs
2 伪微分反馈控制算法
对输出信号C 微分的积分仍是C，这就说明没有必要对C 进行微分
泵 出 口 流 量
进 入 缸 力 量
光 力 栅 位 信 移 号 信 号
切 换 阀 得 电 信 号
加 载 阀 得 电 信 号
吸 口 粗 滤 器 堵 塞
出 口 精 滤 器 堵 塞
回 油 精 滤 器 堵 塞
阶 跃 信 号
正 弦 信 号
斜 坡 信 号
第一组
第二组
第三组
第四组
第五组
要求：1、实验目的 1、求出PDF三个控制参数
测量反馈
R C -
ki D
M -
D/A
功放
伺服阀
伺服缸
kd1 kd 2 D
光栅尺
PCI-1712实物照片
AI0
AO0
压力传感器1
AGND AI1 AGND
10uf
AGND
伺服 放大器
220uf 220uf
压力传感器2
AI2 AGND
压力传感器3
AI3 AGND
220uf
流量传感器1
AI4 AGND
●
XD24 COMD XP24
COMP XP5 YHYH+ YSYS+
F X 2 n 1 H C
液压伺服试验台
数据采集模块
数据处理模块
控制模块
模 拟 量
脉 冲 量
开 关 量
软 件 滤 波
模 拟 量 输 出
图 形 显 示
P D F
P I D
泵 出 口 压 力
缸 A 口 压 力
缸 B 口 压 力
电液位置伺服控制系统实验
1、电液位置伺服控制系统的数学模型
1）伺服阀的传递函数 假定伺服阀的频宽较高，系统的固有频率较窄， 伺服阀的输入和阀芯位移之间近似看成一个比例环 节 X V ( s) K SV E ( s)
•当伺服阀的频宽与液压固有频率相近时，伺服阀可近似看成二阶振荡环节 •当伺服阀的频宽大于液压固有频率（3~5倍）时，伺服阀可近似看成惯性环节 •当伺服阀的频宽大于液压固有频率（5~10倍）时，伺服阀可近似看成比例环节
串口 编程线 计算机
●
COM
●
X0 24+ X1
X2 X3
X4 X5
X6 X7
B12+ ● ● ● ● ●
L
N
FX2n-16MR
● ● SB3 加载 YV1 HL3 24VGND +24V YV2 HL4
Y0 Y0 Y1
Y1 Y2
SB4 切换
Y2 Y3
Y3 Y4
Y4 Y5
Y5 Y6
Yห้องสมุดไป่ตู้ Y7
Y7
●
数据线
增大Kd1
正常参数
C (s) 2.107 R( s) 1 2 0.747 2 s 17 .078 2 s 17 .078 s 1
Kd1变大为35
Kd1变大，ωc=2.1<2.78， ωh=17.1>14.8 ，Kg=21.8>19.1
减小Kd1
3 1 3 1 10 1 2 mmax 2 ki 9.032 r 9.032 0.12 5 73 .746 a 0,ml m 10 k d 1 13.011 max 13 .011 26.022 r0,ml 5 1 a mmax 2 b 6.248 0.12 10 0.2 2.861 k d 2 6.248 r 5 0,ml
220uf 220uf
流量传感器2
AI5 AGND AI6 AGND
P C I 1 7 1 2 板 卡
PCI总线
计算机
220uf 220uf
力传感器
+24V 24VGND
AI7 AGND
Fx2n-16MR可编程控制器照片
+5V GND
A相 B相
LE-250
KP1 KP2 KP3
BGND
AGND
A12+ AA24+ A5+ B24+ BB5+ XD5
Ki变大为120
Ki变大，ωc=4.39>2.78， ωh=14.8不变，Kg=15<19.1
减小Ki
正常参数
C (s) 1.537 R( s) 1 2 0.866 2 s s s 1 2 14 .726 14.726
Ki减小为40
Ki变小，ωc=1.53<2.78， ωh=14.8不变，Kg=24.5>19.1
正常参数
C ( s) 3.687 R( s) 1 2 0.988 2 s 12.912 s 12 .91 s 1
Kd1减小为20
Kd1变小，ωc=3.45>2.78， ωh=12.9<14.8 ，Kg=16.8<19.1
增大Kd2
正常参数
C (s) 2.834 R(s) 1 2 0.99 2 s s s 1 2 14 .726 14.726
2、用Simulink作出时域响应曲线，并改变参数，体会参数变化对响应的影响
3、绘制开环伯德图，理解ωb、ωc、Kv的关系，提高频率响应的方法 4、实物电液位置伺服系统的构成、原理、步骤 5、实物电液位置伺服系统时域响应性能
Ki C (s) R ( s ) s[as2 (b K d 2 ) s K d 1 ] Ki K d1 1 s K d1 a (b K d 2 ) 2 2 K d1 a K d1 a s 1
R
E
ki s
L
1 as 2 bs
C
k d1 kd 2 2 1 s s ki ki
微分反馈控制方框图
FCE
R E
ki B1 M1 s
M2
L
1 as 2 bs
C
k d1 k d 2 s
伪微分反馈控制方框图
3 1 1 2 m max 2 k i 9.032 r a 0, ml m max k d 1 13.011 r0, ml 1 a m max 2 b k d 2 6.248 r 0, ml
Kd2变大为3.3
Kd2变大，ωc=2.78不变， ωh=14.8不变，Kg=20.4>19.1
减小Kd2
正常参数
C (s) 2.834 R( s) 1 2 0.226 2 s 14 .726 2 s 14 .726 s 1
Kd2减小为0.6
Kd2变小，ωc=2.95基本不变， ωh=14.8不变，Kg=7.51<19.1