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自适应控制器及其在阀控非对称缸速度系统中的应用

赵春雷  
【摘要】: 本文将基于平衡点稳定定理的模型参考自适应控制理论应用于阀控非对称缸速度系统中。使被控系统输出渐近一致的跟踪参考模型的理想输出。用软件控制的方法使阀控非对称缸系统具有理想的输出,从而克服了对称阀控制非对称液压缸系统存在的动态性能不对称,稳定性差,超调大,调整时间长等一系列缺点。 本文建立了基于Simulink仿真平台上的阀控非对称缸系统较精确的非线性模型,然后根据对系统提出的性能指标要求,结合自适应理论选取性能良好的数学模型作为自适应控制的参考模型。以阀控非对称缸速度系统作为被控对象,设计自适应控制系统。这里分两种情况进行设计,第一种情况是不存在弹性负载,在这种情况下,阀控非对称缸速度系统是一个二阶系统。第二种情况是存在弹性负载,在这种情况下,被控对象是一个三阶系统。 根据简化模型设计自适应控制器,用设计的自适应控制器控制基于Simulink仿真平台建立的较为精确的非线性模型。由于负载对象的不同导致被控对象阶数的不同,本文尝试了用同一自适应控制器控制不同阶数的被控对象,并通过仿真分析验证了控制策略的可行性。 通过仿真分析,证明了自适应控制能够有效地改善对称阀控制非对称缸速度系统的动态性能,使正反两个方向上的动态特性对称,保证系统的稳定性,降低了系统的超调量和稳定时间。通过实时仿真及硬件在系统仿真,验证所设计的控制器的可实现性。通过Simulink生成自适应控制器的c代码,从而实现了自适应控制器的快速原形。


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