电液伺服系统新型控制算法
2014 年 第23卷 第 12 期 https://www.sodocs.net/doc/0e537204.html, 计 算 机 系 统 应 用
Software Technique ·Algorithm 软件技术·算法 105
电液伺服系统新型控制算法①
王延年, 马丽娜, 刘成涛
(西安工程大学 电子信息学院, 西安 710048)
摘 要: 研究了一种优化偏差—偏差变化率算法在电液伺服控制系统中的控制效果. 电液位置伺服控制系统影响因素复杂, 加之系统本身存在多种非线性环节, 难于用精确数学模型描述其所有特性, 为系统控制方法设计造添加困难. 针对上述问题, 在分析电液伺服控制系统的结构和特点的基础上, 提出一种优化偏差—偏差变化率算法, 并进行多方面的仿真实验, 获得了良好的控制效果. 关键词: 电液伺服控制; 智能控制; 相平面; 基本型逻辑控制器
Control Algorithm in the Electro-Hydraulic Servo System
WANG Yan-Nian, MA Li-Na, LIU Cheng-Tao
(School of Electronic Information, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048, China)
Abstract : The optimized deviation-deviation rate algorithm is applied in the electro-hydraulic servo control system. It brings difficulties to the design of the control method, because of the complexity of the influence factor in electro-hydraulic position servo control system, and the system itself has many nonlinear elements which makes it difficult to describe all of the features with precise mathematical model. Aiming at these problems, an optimized deviation-deviation rate algorithm is putted forward on the basis of the analysis of the structure and characteristics of electro-hydraulic servo control system, and achieved good control effect in various simulation experiment. Key words : electro-hydraulic servo control; intelligent control; phase plane; basic logic controller
近年来, 随着电液伺服控制系统越来越多地应用在大功率、高精度及快速响应的场合, 从起初的舰艇操舵控制到更广泛的国防、航空航天、冶金工业等自动控制领域. 其控制的机械对象也越来越复杂, 并且系统存在多种非线性及干扰因素, 使得对控制系统精度、响应能力、稳定性及鲁棒性等多方面的要求越来越高. 目前国外对伺服控制器的研究较为先进, 结合智能控制方法设计性能良好的控制器, 而国内对这方面的研究相对落后, 但也在不断地改进, 向着数字化、智能化的方向发展. 传统的PID 控制算法属于线性控制, 虽然其控制效果的稳态精度较好, 但是动态特性不能兼顾. 对于电液伺服控制系统这种典型非线性控制系统, 在参数变化和外界干扰的情况下, PID 控制还存在控制参数难以确定、鲁棒性不佳的缺点, 难以满
① 收稿时间:2014-03-24;收到修改稿时间:2014-04-25
足较高的控制要求. 而过于复杂的智能控制算法运算量大, 参数繁多, 不适合工业现场调试.
本文在对电液位置伺服控制系统分析的基础上, 总结其影响因素复杂并包含多种非线性环节的特点, 提出一种优化偏差—偏差变化率算法, 依据系统偏差及偏差的变化率的组合关系将系统运行状态划分阶段, 并在不同的时间段选择不同大小的控制量而产生相应的控制作用. 本方法兼顾了稳态精度和动态特性, 并有较好的鲁棒性, 满足了系统较高的控制要求.
1 系统总体分析
1.1 电液控制系统的工作原理
电液伺服控制系统是大型控制系统的执行机构[1], 一般组成包括: 输入元件、比较元件、放大转换元件