為分析不同控制方法在閥控液壓馬達角位移控制系統(tǒng)中的應(yīng)用效果,分別基于PID閉環(huán)控制、極點配置法及含有狀態(tài)觀測器的極點配置法對閥控液壓馬達角位移隨動系統(tǒng)動態(tài)特性進行對比研究。首先,簡要介紹了閥控液壓馬達系統(tǒng)的工作原理;其次,分別建立了閥控液壓馬達角位移控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)、方框圖及狀態(tài)空間表達式,并對該系統(tǒng)的時-頻域特性與能控-能觀測性進行分析;在此基礎(chǔ)上,分別基于3種控制方法對閥控液壓馬達角位移控制系統(tǒng)進行設(shè)計,并利用MATLAB/Simulink軟件對系統(tǒng)階躍響應(yīng)進行了仿真分析,以對比各控制方法在閥控液壓馬達系統(tǒng)中的應(yīng)用效果以及狀態(tài)觀測器極點位置對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響,為改善閥控液壓馬達系統(tǒng)的動態(tài)特性提供理論依據(jù)。

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圖2 液壓閥控馬達系統(tǒng)方框圖

θm=[ΚqDmXv-ΚceDm2(1+Vt4βeΚces)ΤL]/[VtJt4βeDm2s3+??(JtΚceDm2+BmVt4βeDm2)s2+(1+B....

圖3 極點分布位置示意圖

需要注意的是,這里得出的傳遞函數(shù)是指系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)。圖3為利用MATLAB軟件繪制的系統(tǒng)極點分布位置示意圖,由圖可知,該系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的3個極點分別為0和-11±39.5i,存在零極點,故該系統(tǒng)為非最小相位系統(tǒng)。3.1時域分析

圖4 單位階躍響應(yīng)曲線

θm(t→∞)=limt→∞θm=lims→0s×1s×G(s)=∞?????????(8)圖5單位脈沖響應(yīng)曲線

圖5 單位脈沖響應(yīng)曲線

圖4單位階躍響應(yīng)曲線由圖5可知,該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線隨時間的推移呈欠阻尼震蕩并最終到達恒定值,究其原因,是因為當(dāng)輸入信號為單位脈沖信號時,根據(jù)Laplase變換的終值定理,其穩(wěn)態(tài)輸出值為:

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