基于模糊PID信号补偿的电液伺服系统容错控制方法研究
2021-07-09李海涛胡春艳罗凯凯
燃气轮机技术 2021年2期
李海涛,李 伟,胡春艳,王 锐,罗凯凯
(1.中国科学院工程热物理研究所 轻型动力重点实验室,北京 100089;2.中国科学院大学,北京 101400;3.中国科学院 轻型动力创新研究院,北京 100089)
燃气轮机是一种旋转叶轮式动力机械,常用于机械驱动和电工行业,其技术含量和复杂程度居所有机械设备之首,其控制尤为关键。其中,电液伺服系统具有功率放大的功能,细微的差错往往会造成严重的后果。电液伺服系统最核心的部件是电液伺服阀,电液伺服阀通过电液转换实现功率的放大和对控制对象的精确控制[1]。
电液伺服阀结构精密,集成度高,出现故障时往往难以直接检测,因此容错控制较为困难。目前对电液伺服阀的容错研究主要集中在冗余技术、结构和材料等硬件方面,而在软件方面的容错方法研究却相对少[2]。冗余备份具有成本低、结构简单的优点,但也有一定的缺点:系统切换往往需要一定的时间,这期间可能会对系统造成不可预料的后果;冗余备份系统也存在单点故障模式,当油液物性发生改变或者切换开关出现问题时系统仍旧无法正常工作。软件容错控制却可以解决上述问题,在一定程度上与硬件冗余互补,因此对于软件容错控制方法的研究具有重要的意义。
对于电液伺服系统的容错控制,国内外的科研人员进行了诸多研究。其中,针对负载扰动的研究相对较多。Li Xiang[3]针对参数不确定性和负载扰动提出了非线性模糊自适应反步容错控制方法,相对于传统的PID控制,该方法可以实现对负载运动轨迹较好的追踪,解决了系统在外部扰动环境下控制的稳定性和精度。……
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