吴 强，赵海娟，吉星宇，黄家海

(太原理工大学 机械与运载工程学院，山西 太原 030024)

0 引 言

液压系统中广泛采用的比例方向阀，通常情况下均是通过阀芯位置，来实现对其流量和方向的控制[1]。

由于加工、装配精度以及工作中受到的阻尼力、摩擦力等原因，这类比例阀阀芯位置均存在着一定程度的死区，即对于一定范围内的输入信号，阀口均没有流量输出[2]。死区范围通常在5%～25%，甚至更大，严重影响比例阀的控制性能[3]。如何补偿比例阀死区，提高其控制性能，是比例阀控制方面面临的一个挑战[4]。

谢建等人[5]研究了死区对电液比例阀控制性能的影响，并提出了定值补偿和变幅值补偿方法[6]。定值补偿法为先导电流补偿法，即通过在控制信号电路中设定最小电流，从而实现跳跃死区，但这种方法需要设计额外的硬件电路。变幅值补偿法则是通过改变比例阀在死区段、线性段、饱和段的控制器增益，从而实现阀芯快速通过中位死区。刘白雁等人[7]提出了结合变幅值和超前切换的智能补偿方法，改善了比例阀系统的响应波形；张佳旭等人[8]提出了基于PID位置闭环的零位电流阶跃与衰减式位置指令跳跃的死区补偿策略，有效地消除了零位位置死区。近年来，基于非线性控制算法的补偿策略已广泛应用于电液比例阀的控制中，如滑膜变结构策略[9]、模糊控制策略[10]、反步控制策略[11]等，均有效地改善了死区所产生的影响。

上述有关比例阀的死区补偿方法通常都基于位移传感器，而对于实际应用中大量采用的无位移传感器比例方向阀，则鲜有零位死区补偿的相关研究文献。……