在强扰动环境下,阀控非对称液压缸采用模型预测控制会存在性能下降和静态误差等问题,并提出了一种新的方法来解决这些问题。该方法基于滑模扰动观测器,用于阀控非对称液压缸的增量式模型预测控制。首先,建立非对称缸的非线性数学模型,并将其反馈线性化,然后,将线性化模型增量化作为预测模型,以减小系统静态误差,接着,根据液压缸力平衡方程设计滑模扰动观测器,并将观测的负载扰动值用于前馈补偿。仿真结果表明,滑模扰动观测器对负载扰动的观测估计快速、准确;所提出的控制方法使系统的动态响应特性得到提高。通过仿真,与非增量式模型预测控制进行对比,所提方法响应速度快、稳态误差小,对负载变化的抗扰动性强,有效提高了位移跟踪精度。

针对活塞加速度精度低的问题,提出具有气动和液压技术优势的新型混合执行控制系统。通过分析电液-气动混合执行控制系统结构,建立电液-气动混合执行器的数学模型。在积分滑模控制器的基础上,结合具有干扰抑制和估算复合扰动能力的滑模扰动观测器,开发滑模扰动观测器-积分滑模控制器的综合控制器;采用MATLAB软件对电液-气动混合执行器进行仿真,并与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。结果表明:采用基于滑模扰动观测器-积分滑模控制器的电液-气动混合执行控制系统可明显提高对方波和正弦加速度信号的跟踪精度,方波响应超调量减少约54%,正弦响应误差减少约65%;该控制系统抗干扰性强,位置跟踪误差较小,可以有效地精确控制活塞加速度,具有较强的鲁棒性。