针对传统电机作为无阀液压系统动力装置时存在的效能低下、速度调节不稳定和响应速度慢等问题,提出将矢量控制永磁同步电机代替传统电机驱动无阀系统中的泵,并建立无阀液压系统的数学模型。传统PID很难解决该无阀液压系统控制过程中的时变性、非线性等问题,因此设计基于该无阀液压系统的模糊PID位置控制器。采用AMESim和MATLAB软件对无阀系统进行联合仿真,将仿真实验结果与采用传统PID的仿真实验结果进行对比。结果表明:模糊PID控制方法对永磁同步电机驱动的无阀液压系统在响应速度、抗干扰性以及位置跟踪精度方面有着良好的效果。

针对电液比例控制系统存在的时变性、非线性、强耦合以及液压参数摄动等问题,提出一种带补偿的迭代学习控制(ILC)算法。在分析电液比例位置伺服系统机制的基础上,建立系统的数学模型。设计不严格依赖于系统精确模型的迭代学习算法,以非常简单的方式处理不确定度相当高的非线性强耦合动态系统。为解决误差收敛过程中存在的抖动和尖峰毛刺,在算法中加入输入和误差补偿。利用先前控制输入和误差的变化量,对系统进行补偿。仿真和实验结果表明:迭代学习控制算法能够有效实现系统对期望轨迹的精确跟踪;与传统PID控制相比,迭代学习控制提高了系统的控制精度和快速跟踪能力。

为了提高液压伺服系统对目标位置的跟踪准确度,设计一种用于液压伺服系统位置跟踪的混合模型预测控制器。首先,通过对液压伺服系统建模,分析其组成结构,建立液压缸与伺服阀的运动学模型。然后,对传统模型预测控制器的工作状态进行分析,获取其对应的线性时不变模型。并在传统模型预测控制器的基础上,利用通过布谷鸟搜索算法改进的PID控制器,设计了混合模型预测控制器。最后,利用所设计的混合模型预测控制器,对阶跃、方波以及不规则信号产生的目标位置轨迹进行了跟踪测试。测试结果显示:所设计的混合模型预测控制器不仅能够跟踪多种信号产生的目标位置轨迹,而且跟踪准确度较高、波动性较小;混合模型预测控制器在跟踪阶跃、方波以及不规则信号产生的目标位置轨迹时,相比传统模型预测控制器的跟踪结果,最大偏离度分别减小了6.77%、17.

针对阀控电液位置伺服系统具有的不确定参数、外部干扰、系统状态不可测问题,在反步控制的基础上,同时引入滑模控制理论,提出一种带有ESO(扩展状态观测器)的自适应反步滑模控制策略。建立系统的非线性状态空间方程,基于系统模型设计出一种ESO,对速度值以及外干扰进行有效估计,同时引入自适应算法对系统不确定参数进行在线估计,设计出不确定参数的自适应律,通过Lyapunov稳定性定理证明所设计的控制器的稳定性。最后,仿真研究表明所设计的控制器

级联控制策略被应用于液压伺服系统位置控制,以提高系统输出响应性能。为了抑制液压伺服系统中各种不确定的非线性因素和外部干扰,提出了基于干扰观测器的终端滑模控制与非线性补偿相结合的级联控制策略,利用Lyapunov稳定性理论证明了位置闭环系统在有限时间内收敛。与渐近收敛控制器不同,级联控制器保证了系统状态误差和观测器估计误差在有限的时间收敛到0。利用MATLAB/Simulink对设计的控制器进行了仿真验证,结果验证了提出的控制器的理论可行