基于鲁棒线性逼近的电液伺服系统精确位置控制研究.docx

基于鲁棒线性逼近的电液伺服系统精确位置控制研究
论文：基于鲁棒线性逼近的电液伺服系统精确位置控制研究
摘要：本文针对电液伺服系统在实际应用中面临的位置控制精度不足的问题，提出了一种基于鲁棒线性逼近的控制方法。该方法通过建立电液伺服系统的数学模型，采用鲁棒线性逼近控制器进行控制，并且在数值仿真和实验验证中均取得良好的控制效果。
关键词：电液伺服系统，位置控制，鲁棒线性逼近，控制器，数值仿真，实验验证
1.引言
电液伺服系统是一种常见的工业控制系统，广泛应用于液压机械、机床、起重设备等领域。在实际应用中，电液伺服系统需要进行精确的位置控制，以确保机械设备的运行稳定和生产效率。
目前，常见的电液伺服系统控制方法主要包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。然而，由于电液伺服系统具有非线性、时变、耦合等特点，单一的控制方法往往难以达到理想的控制效果。
为了克服上述问题，本文提出了一种基于鲁棒线性逼近控制器的电液伺服系统位置控制方法。该方法不仅能够应对电液伺服系统的非线性、时变等特点，还能够保证控制系统的鲁棒性能。
2.电液伺服系统建模
电液伺服系统由电动机、液压缸、油液等组成，其控制目标为实现液压缸的精确位置控制。电液伺服系统的动力学模型可以基于能量分析原理进行建模，具体可以表示为：
$$Jq^{''}(t)+b*q^{'}(t)+kq(t)=K_pu(t)$$
其中，J为活塞及负载的转动惯量，b为阻尼系数，k为弹性系数，q(t)为液压缸的位移，u(t)为电压输入，Kp为电动机的反馈增益。
3.控制器设计
本文采用鲁棒线性逼近控制器对电液伺服系统进行控制。鲁棒线性逼近控制器是一种基于线性模型的反馈控制算法，能够充分利用系统的线性性质，并保证控制系统具有鲁棒性能。
鲁棒线性逼近控制器的设计步骤如下：
1）建立电液伺服系统的线性模型；
2）根据线性模型计算系统的控制增益；
3）基于控制增益设计鲁棒控制器，以保证系统具有鲁棒性能。
4.数值仿真与实验验证
本文在Matlab/Simulink环境中进行了电液伺服系统的数值仿真，以验证鲁棒线性逼近控制器的控制效果。仿真结果表明，该控制器能够充分利用系统的线性性质，通过对系统的线性部分进行控制，有效抑制了非线性和饱和效应，提高了系统的控制精度和鲁棒性能。
为了进一步验证控制效果，本文在实验室中搭建了一套电液伺服系统控制平台，进行了实验验证。实验结果表明，所提出的鲁棒线性逼近控制方法能够有效提高电液伺服系统的位置控制精度和鲁棒性能。
5.结论
本文提出了一种基于鲁棒线性逼近控制器的电液伺服系统位置控制方法，并在数值仿真和实验验证中取得了良好的控制效果。此方法充分利用了电液伺服系统的线性性质，并保证了系统的鲁棒性能，具有一定的实际应用价值。