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双液压缸驱动系统的鲁棒同步控制

梅志松  
【摘要】: 随着金属加工设备、冶金机械、工程机械及航天与航空装置等对高精度的液压同步驱动技术的迫切需要,液压驱动系统的同步控制理论与方法的研究愈显重要。基于此,本文针对液压驱动的两种工程系统,进行了同步控制方法的研究: 首先,以双缸液压驱动提升系统为研究对象,主要针对阀控液压缸同步控制系统具有非线性、不确定性和干扰性的特点,并且考虑到系统状态变量在实际中不是都能较容易地直接测量的情况,给出了一种基于降维观测器的输出反馈鲁棒同步控制策略。为了得到更好的同步性能,引入同步误差作为附加的系统状态变量;考虑活塞的运动速度不易测量情况,对速度误差构造了降维观测器;针对系统存在的不确定性和非线性,设计了基于降维观测器的鲁棒输出反馈同步控制器。 其次,以两液压缸驱动的冷轧机厚度控制系统为研究对象,与双缸液压驱动提升系统的不同点在于:由于存在轧制力,系统的不确定性及负载的干扰量对系统的影响更不容忽略;带材厚度的测量中存在测量输出延时,测量延时对控制精度的影响不容忽视;冷轧机轧制的带材较薄,对同步控制精度的要求更高。对此,针对具有输出测量延时的冷轧机厚度控制系统,论文提出了两种鲁棒同步控制方案:一是考虑系统所有状态可测的情况,设计了鲁棒状态反馈同步控制器;二是考虑活塞速度不可测的情况,设计了具有输出测量延时的基于降维观测器的鲁棒输出反馈同步控制器。 论文对这两种液压驱动的工程系统均进行了建模,对所给出的鲁棒同步控制器的正确性和有效性均进行了理论证明和仿真验证。


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