本文選題：電液伺服系統(tǒng)　切入點：飽和約束　出處：《南京理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：本文以國家自然科學基金項目為背景,針對實際電液伺服系統(tǒng)中所包含的物理約束,以實現(xiàn)電液伺服系統(tǒng)的高精度位置跟蹤為目的,開展了電液伺服系統(tǒng)先進非線性魯棒控制策略研究,研究內(nèi)容主要集中在以下幾方面展開:1、建立考慮約束的電液伺服系統(tǒng)非線性數(shù)學模型。電液伺服系統(tǒng)本身是高度非線性的,同時還存在大量模型不確定性。本文在建立數(shù)學模型時考慮了影響系統(tǒng)性能的飽和、時滯約束等因素,針對這些因素進行控制器設計,從而實現(xiàn)電液伺服系統(tǒng)的高性能控制。2、考慮飽和約束的電液伺服系統(tǒng)控制策略。大多數(shù)控制器在設計過程中往往會忽略實際系統(tǒng)中的物理限制,這樣的控制器在實際應用過程中一旦系統(tǒng)發(fā)生飽和現(xiàn)象,將使系統(tǒng)性能惡化。本文在魯棒控制思想的基礎上考慮了飽和約束,利用雙曲函數(shù)的特性,設計出一種新型的飽和魯棒控制策略,用盡可能低的保守性實現(xiàn)電液伺服系統(tǒng)的高性能控制,使得控制器更具有實際應用價值。3、考慮時滯約束的電液伺服系統(tǒng)控制策略。實際電液伺服系統(tǒng)由于各元件的影響必然會存在一定的時滯。為了獲得更好的控制性能,本文設計了一種新型的控制器,通過設計一個延遲補償信號以獲得一個無延遲的開環(huán)誤差系統(tǒng),結合李雅普諾夫-克拉索夫斯基(Lyapunov-Krasovskii)泛函方法來消去時滯帶來的影響。此外,本文還提出一種考慮時滯及飽和約束的控制方法以實現(xiàn)更為普遍的電液伺服系統(tǒng)高性能控制。4、電液伺服系統(tǒng)的全歷程高精度位置跟蹤控制策略。以往的控制器往往并不能夠兼顧到系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和瞬態(tài)性能。本文設計了一種新型的控制策略,通過借鑒瞬態(tài)性能優(yōu)秀的自適應魯棒控制策略和穩(wěn)態(tài)性能優(yōu)秀的誤差符號魯棒積分控制策略,將兩種控制策略進行融合,使得電液伺服系統(tǒng)在有外干擾的情況下能實現(xiàn)全歷程高精度位置跟蹤控制。5、通過MATLAB/Simulink仿真及性能對比從多方面驗證控制器的有效性及優(yōu)越性。
[Abstract]:Based on the project of National Natural Science Foundation, aiming at the physical constraints contained in the actual electro-hydraulic servo system, the purpose of this paper is to realize the high-precision position tracking of the electro-hydraulic servo system. The advanced nonlinear robust control strategy of electro-hydraulic servo system is studied. The research focuses on the following aspects: 1. The nonlinear mathematical model of electro-hydraulic servo system considering constraints is established. The electro-hydraulic servo system itself is highly nonlinear. At the same time, there are a lot of uncertainties in the model. In this paper, the factors affecting the system performance, such as saturation and time-delay constraints, are considered in the mathematical model, and the controller is designed according to these factors. Therefore, the high performance control of electro-hydraulic servo system is realized, and the control strategy of electro-hydraulic servo system with saturation constraint is considered. Most of the controllers often ignore the physical limitation of the actual system in the design process. This kind of controller will make the system performance deteriorate once the saturation phenomenon occurs in the practical application. In this paper, the saturation constraint is considered on the basis of the robust control theory, and the hyperbolic function is used to make use of the property of the hyperbolic function. A novel saturated robust control strategy is designed to achieve the high performance control of electro-hydraulic servo system with the lowest possible conservatism. The controller has more practical application value. 3. The control strategy of electro-hydraulic servo system with time-delay constraints is considered. The actual electro-hydraulic servo system will inevitably have a certain delay due to the influence of each component. In order to obtain better control performance, In this paper, a new controller is designed to eliminate the effects of delay by designing a delay compensation signal to obtain an open loop error system without delay and a Lyapunov Krasovsky Lyapunov-Krasovskii functional method. In this paper, a control method considering time delay and saturation constraints is also proposed to realize the more general high performance control of electro-hydraulic servo system .4. the full history and high precision position tracking control strategy of electro-hydraulic servo system. In this paper, a new control strategy is designed, which can not take into account the steady-state and transient performance of the system. The adaptive robust control strategy with excellent transient performance and the error symbol robust integral control strategy with excellent steady-state performance are used to integrate the two control strategies. The electro-hydraulic servo system can realize the full-course high-precision position tracking control .5. the effectiveness and superiority of the controller are verified by MATLAB/Simulink simulation and performance comparison.
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH137;TP273

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本文編號：1633504