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电液伺服系统同步控制的仿真研究与实现

孙萌  
【摘要】: 电液伺服系统数学模型的建立是控制系统分析和设计的首要问题,是有效研究控制策略的基础。目前普遍采用的建模方法大多适用于基于方块图的线性系统,既不能十分准确地描述电液伺服系统固有的非线性,也不能描述该系统的功率流动。功率键合图的出现为电液伺服系统模型的准确建立提供了强有力的技术手段,从而为电液伺服系统动态特性的准确分析提供了可能。 本文在广泛阅读相关文献的基础上,以电液伺服同步控制系统为研究对象,用功率键合图法对系统进行建模仿真,并对同步控制系统的多余力开展研究,根据结构不变性原理,研究了同步控制策略。仿真和实验结果均表明了控制策略有效地补偿了由于同步运动形成的多余力。 论文根据电液伺服同步控制系统的工作原理,在充分考虑伺服阀阀口非线性、液压缸泄漏和摩擦等非线性因素的基础上,建立了电液伺服同步控制系统的功率键合图模型,并进行了同步位置和力加载系统的时域和频域分析。深入分析了多余力的产生机理,对其工作特点进行研究,并进行了键合图仿真验证。 在理论分析和仿真计算的基础上,根据结构不变性原理,提出流量补偿设计思路,采用估计速度的方法,构造流量补偿控制器,同时建立了基于流量补偿的同步控制系统的功率键合图模型,并对模型进行仿真研究,仿真结果证明流量补偿可以消除同步控制造成的多余力。进而通过实验结果对比,验证了流量补偿控制器在消除多余力方面的有效性。


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