采用非线性流量特性补偿的直驱式变转速泵控系统轨迹跟踪控制
2021-07-19赫连勃勃吕立彤
液压与气动 2021年7期
赫连勃勃,吕立彤,陈 正,3,姚 斌,4
(1.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江杭州 310027;2.石家庄铁道大学机械工程学院,河北石家庄050043; 3.浙江大学海洋学院,浙江舟山 316021;4.普渡大学机械工程学院,美国西拉法叶IN47907 )
引言
作为一种从动力源头考虑功率匹配的全局型节能动力系统,变转速泵控系统(变频液压系统)具有无节流能量损失的优点[1],可在源头实现液压系统的节能。但是传统泵控系统往往具有响应慢、精度低的缺点,限制了其在精密轨迹跟踪场合的应用。
近年来,变转速电机-泵直驱电液系统的发展与伺服技术[2]的提升使得泵控系统在保留高能效特性的同时,具有更高的硬件集成度和更快的响应速度,为泵控液压缸系统的精确运动轨迹跟踪提供了硬件基础。
变转速泵控系统在实际应用中存在系统动力学阶数高、非线性强等控制难点,且此类系统依旧存在泵的流量非线性、流量偏差大等问题,使其难以完成高精度的执行器运动轨迹跟踪。因此,需要基于液压系统非线性动力学模型进行控制策略设计,利用系统的实时状态反馈处理模型的非线性与不确定性,从而实现高精度的轨迹跟踪。
在国内外液压系统控制策略研究成果中,KANG R等[3]建立了电静液作动器(Electro-Hydraulic Actuator,EHA)的准确数学模型;LIN Y等[4]针对EHA提出一种泵控系统的离散滑模控制策略,保证了系统在变摩擦力影响下的较高控制精度;AHN K K等[5]提出了一种自适应反演位置控制方案,着重通过在线参数自适应的方式处理伺服电机-泵控制系统的参数不确定性;……
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