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电液伺服非线性系统动态面控制研究

作　者: 沈欢
导　师: 张远深
学　校: 兰州理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 电液伺服非线性系统动态面控制自适应模糊
分类号: TH137
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 94次
引　用: 1次
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内容摘要

本文针对某厂拉压应力测试台出现的液压缸位移输出不精确以及销、液压缸和产品连接处出现的剩余压紧力问题，提出一种新的方案来解决这些问题，采用电液伺服系统代替原先的开环系统，以电液伺服系统为研究对象建立数学模型并建立状态空间模型，利用动态面控制技术设计一种鲁棒自适应动态面控制器，使得系统位移输出能够很好地跟踪预期参考信号，并使得系统跟踪误差能够收敛到很小的范围内。动态面控制方法是基于后推法发展而来的，它使虚拟控制通过一个一阶低通滤波器，从而克服了由于后推法设计的控制器产生的众多微分项，使得控制器也变得简单，而且跟踪误差相对较小。通过稳定性证明，可知整个系统在李雅普诺夫意义下半全局渐近稳定。通过MATLAB软件仿真，其结果符合预期目标。通过FLS模糊系统逼近电液伺服非线性系统中的不确定参数，与控制面技术相结合的方式，设计出相应的控制器，选取合适的参数，可以使电液伺服非线性系统在李雅普诺夫意义下半全局渐近稳定且跟踪误差收敛于一个零的领域内。经过仿真表明，其跟踪误差低于仅利用动态面技术的方式系统所产生的跟踪误差。而且，通过输入阶跃信号并与传统PID控制进行对比，通过对比发现动态面控制超调量相比于传统的PID控制大大降低，且系统响应速度明显提高，动态特性要优于传统的PID控制。相比于传统的PID控制，动态面控制技术会有更好的发展空间，因为将来的工业场合会需要大量的高精度、高响应的控制器。当然，开发这种控制器也会投入一定的人力物力，随之带来的就是经济成本的提高。

全文目录

目录  5-7
摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章绪论  10-15
  1.1 电液伺服系统的发展及其非线性因素  10
  1.2 反推法  10-11
  1.3 智能控制  11-12
  1.4 电液伺服系统常用的控制方法  12
  1.5 电液伺服非线性系统动态面控制研究  12-13
  1.6 本文主要研究工作  13-15
第2章电液伺服控制系统数学建模及状态空间描述  15-23
  2.1 研究对象以及问题的提出  15-17
  2.2 新方案的提出  17-23
    2.2.1 测试试验台新方案  17-18
    2.2.2 电液伺服系统数学建模  18-20
    2.2.3 电液伺服系统的状态空间模型  20-23
第3章鲁棒自适应动态面控制器设计  23-46
  3.1 非线性系统控制基础理论  23-24
    3.1.1 现代控制基础理论  23-24
      3.1.1.1 自治系统  23
      3.1.1.2 李亚普诺夫第一方法和第二方法  23
      3.1.1.3 小范围渐近稳定的判别定理  23-24
    3.1.2 LaSalle 不变原理  24
  3.2 后推法设计思想  24-27
  3.3 动态面控制设计思想  27-30
  3.4 鲁棒自适应动态面控制器的设计  30-36
    3.4.1 系统描述  30-31
    3.4.2 控制器设计  31-32
    3.4.3 稳定性证明  32-36
  3.5 电液伺服非线性系统鲁棒自适应动态面控制器的设计  36-46
    3.5.1 电液伺服非线性系统状态方程  36-37
    3.5.2 控制器设计  37-38
    3.5.3 稳定性证明  38-41
    3.5.4 MATLAB/Simulink 仿真  41-46
第4章电液伺服控制系统模糊鲁棒自适应动态面控制器的设计及仿真  46-60
  4.1 引言  46-47
  4.2 模糊逻辑系统  47-48
  4.3 模糊理论与动态面控制技术相结合的方案  48
  4.4 电液伺服非线性系统状态方程  48-49
  4.5 电液伺服非线性系统模糊自适应动态面控制器的设计  49-54
    4.5.1 控制器设计  49-50
    4.5.2 稳定性证明  50-54
  4.6 模糊控制器输入量量化处理以及模糊控制规则  54-57
  4.7 MATLAB/Simulink 仿真  57-60
总结与展望  60-61
参考文献  61-66
致谢  66-67
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  67

电液伺服非线性系统动态面控制研究

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