泵控液压马达系统中,由于外负载突变会导致发动机转速变化,进而引起变量泵转速改变,最终造成液压马达转速波动量过大及调整时间过长。针对变量泵-定量马达闭式液压系统,构建数学模型,得到传递函数框图,分析负载变化导致马达转速波动的原因。提出一种前馈补偿控制方法,通过实时改变变量泵的斜盘摆角来补偿变量泵转速扰动而引起的流量变化。推导补偿函数,并分别对阶跃100%负载、阶跃20%负载工况及斜坡100%负载、斜坡20%负载工况进行仿真。结果表明增加前馈补偿控制后,马达转速波动量最大减少了3.87%,调整时间最多缩短了1.77 s。

船用起重机的主动升沉补偿系统可以提高工作船在恶劣海况下作业时的安全性和效率，有效减小由船体升沉运动引起的缆绳张力变化。基于二次调节静液传动技术设计了船用起重机绞车驱动系统，建立了升沉补偿系统数学模型，构造了包含二次单元变量油缸位置环、二次单元马达速度环及起重机货物位置环的三闭环控制结构。随后，将船体的升沉运动作为可测干扰，应用结构不变性原理设计了前馈补偿器，并利用缆绳张力构造了起重机货物位移的状态观测器。最后通过仿真实例验证了控制器设计方法的有效性。

对振动试验台电液伺服全数字控制系统进行了工程设计，建立了系统的数学模型。根据结构不变性原理，设计补偿装置，减少了伺服系统慢时变或未知非线性参数的影响。本文针对一般模糊控制算法存在的问题，采用控制规则智能调节因子和Fuzzy／PI分段控制等一系列措施，克服了传统模糊控制器的缺陷。仿真结果表明上述控制系统优于传统的线性控制。

针对伺服作动器动态性能测试需求充分发挥电动加载便于安装维护、控制灵活以及直线电机高动态特性的优势提出由直线电机驱动增力模块通过机液融合的方式实现小位移、大推力、高频响的动态加载方案。在建立加载系统与伺服作动器系统数学模型的基础上为提高力加载精度、改善系统稳定性和响应速度引入多环级联控制与前馈控制的复合控制方案并基于结构不变性原理通过前馈补偿抑制多余力。MATLAB/Simulink仿真结果表明:提出的伺服作动器动态加载方案与控制策略能够有效改善系统加载性能和抑制多余力具有良好的工程参考价值。

本文对数字式自适应动态电液疲劳试验机中阀控非对称液压缸系统的摩擦力进行了研究。以阀控非对称缸系统为研究对象,探讨了摩擦力的产生原因和补偿方法,分析了液压缸的摩擦力对电液伺服系统的影响,对摩擦力进行了离线计算和在线观测两方面的研究。基于结构不变性原理,提出摩擦力的动态补偿方法,对摩擦力产生的影响进行补偿,提高了系统控制精度。

针对非对称阀控非对称液压缸,本文推导了其传递函数。然后为了消除外负载干扰力的影响,根据结构不变性原理设计一个前馈干扰补偿器。最后,分别采用硬件形式和软件形式实现了前馈干扰补偿器,为理论的实际工程应用提供了途径。

针对飞行模拟器操纵负荷系统在分析电液伺服阀非线性因素基础上将电液伺服阀作为惯性环节来处理构建了操纵负荷液压力控制系统的数学模型并进行了仿真研究。仿真结果表明电液伺服阀的非线性因素对位置扰动型伺服施力系统影响显著;虽然根据结构不变性原理进行前馈补偿能够有效消除系统中存在的多余力但其并不能解决非线性因素带来的跟踪误差。

电液伺服加载系统用于仿真飞行器在空中飞行所受到的气动力状况，有效的消除由舵机的主动运动所引起的多余力是电液伺服加载中的核心问题。针对此问题采用经典的结构不变性原理设计消扰控制器进行消扰时所存在的消扰器微分阶数较高，信号的品质不好，实现起来比较困难等缺陷，选取了不同的反馈输出信号进行改进设计，降低消扰器阶数，并通过测量内部反馈信号来补偿伺服阀的流量变化。建立了电液伺服加载系统数学模型，并利用该模型对改进设计进行仿真验证。试验结果表明：改进设计系统满足预期指标要求，较好地消除了加载系统跟踪的滞后，有效减少多余力，效果令人满意。

首先对具有非对称阀的非对称动力机构进行建模，然后对实际工况中非对称动力机构存在的外力干扰、非对称动力机构本身存在的正反向位移不一致及换向瞬间的压力跃变问题采取相应的控制策略，并对其进行仿真研究，仿真结果对解决非对称动力机构的伺服控制问题具有参考价值。