阀控缸液压系统存在建模不准确、动态控制精度较低和控制算法调试困难的问题,为此,提出了一种基于递推最小二乘法(RLS)的反步法动态面控制策略,并采用半实物仿真平台对其控制算法进行了调试验证。首先,建立了阀控缸液压系统非线性状态空间模型,推导了该系统的最小二乘矩阵形式和递推算法公式;然后,基于李雅普诺夫稳定性理论和动态面控制技术,建立了阀控非对称缸系统的控制模型,设计了一种基于RLS的反步法动态面控制器;最后,基于半实物仿真平台,对改造后的Linux操作系统进行了实时性验证,完成了阀控非对称缸系统参数辨识和基于RLS的反步法动态面控制试验任务。试验结果表明:RLS算法不仅能用于准确地估计系统模型参数,更能有效地适应系统模型参数的变化;相比于常规PID控制方法,基于RLS反步法动态面控制策略在阀控非对称缸系统稳定状态和...

针对重型商用车采用固定助力特性的液压转向系统(Hydraulic Power Steering,HPS)存在操纵稳定性差的缺点,提出了一种旁通流量控制式电控液压转向系统(Electrical Controlled Hydraulic Power Steering,ECHPS)。建立了该转向系统核心部件电液比例阀数学模型,设计了ECHPS系统的助力控制策略和助力特性曲线,为了消除被控系统受到参数不确定性和外界干扰的影响,采用神经网络与自适应动态面技术相结合的算法设计了一种新型控制器。通过理论与仿真分析证明了所设计的自适应神经网络动态面控制器不仅响应快、跟踪效果好、控制精度高,而且能够实现汽车低速时的转向轻便性和高速时的良好路感要求。

为了解决拮抗式气动肌肉驱动关节的控制精度差、抗干扰能力弱以及外部扰动等问题,本文从气动肌肉驱动力模型出发,将气压、气体流率等因素纳入该模型,在该模型基础上采用了动态面控制方法,通过积分滤波器对虚拟控制的导数进行计算以达到消除微分项的膨胀,简化了控制过程,同时还根据K-观测器对柔性关节位置进行跟踪控制。实验结果表明,在该控制下关节具有良好的稳态性能,能够满足关节的安全性、柔顺性等要求。

针对具有输入饱和的非对称缸电液伺服系统的位置跟踪控制问题,提出一种基于模糊干扰观测器的自适应动态面反步控制方法。首先,为便于系统控制器的设计,将系统模型等价转化为严格的反馈形式,并考虑了伺服阀控制信号存在的输入饱和问题;其次,通过构造模糊干扰观测器对系统中由参数摄动、负载扰动等构成的复合干扰进行了观测估计;再次,将反步控制与动态面控制相结合完成了非对称缸电液伺服位置系统控制器的设计,有效地增强了系统的鲁棒稳定性,并解决了反步控制中的“计算膨胀”问题;稳定性分析结果表明,闭环系统的所有信号均一致最终有界。最后,基于某650 mm冷带轧机电液伺服系统的实际数据进行了仿真对比研究,仿真结果验证了所提方法的有效性。

以伺服泵控缸电液控制系统为研究对象,针对其速度控制问题,建立伺服泵-对称缸调速系统数学模型。考虑系统负载扰动的随机不可控性,提出了一种基于动态面控制的泵控缸速度控制方法,并对其控制律进行推导分析,采用动态面控制原理对系统输出速度进行闭环控制。依托泵控缸实验平台对所提出的控制方法进行仿真与实验研究。仿真和实验结果表明所提出控制方法有效地提高了系统的鲁棒性和稳定性,可实现泵控缸系统速度的高精度控制。

转载车上的起重臂俯仰机构是常见的机电液系统。为了克服转载时系统存在非线性特性和干扰等问题，提出了一种动态面自适应模糊滑模控制的方法。基于反演滑模控制设计了李亚普诺夫函数和虚拟控制量，分别引入动态面控制计算虚拟控制量的导数、自适应控制对参数进行在线估计和模糊控制对切换项进行模糊化。为了更准确地模拟转载作业过程和验证控制器的性能，提出了基于AMESim和Simulink联合仿真的方法利用AMESim的元件库建立系统的机械-液压模型，并通过软件接口与Simulink模型相连构建联合仿真模型。经仿真验证，所设计的滑模控制器具有较高的控制精度和较强的鲁棒性并消除了抖振。

针对带有负载扰动的电液比例位置系统，提出了一种可以实现高精度位置跟踪的动态面鲁棒控制策略。该控制策略在设计过程中引入动态面方法避免了传统反步法设计鲁棒控制器时带来的“计算膨胀”的问题，提高了控制策略在实际系统中的可使用性。通过Layapunov方法证明了鲁棒控制器作用下电液比例位置系统的所有信号有界稳定且具有渐近跟踪性能。最后，通过MATLAB仿真，验证了该控制策略的有效性。

针对某四辊冷轧机的液压辊缝系统考虑系统干扰的情况下建立了高阶非线性系统数学模型利用Backstepping动态面算法设计了辊缝闭环控制器。该方法由于在逆递推设计过程中结合使用了一阶低通滤波器无需对模型的非线性部分重复微分从而避免了因＂微分项的膨胀＂而引起的算法复杂性。理论分析和仿真结果均表明所设计的控制器能够保证系统的半局稳定性输出渐近跟踪期望轨迹使系统对于给定位置跟踪具有良好的动态性能对外部干扰也有较强的鲁棒性。