文章编号：!""#$%&’(（)""!）"*$""%%$"*
电液伺服系统的仿真与自校正+,-控制器的设计!
高翔!，孔丽英)，孙贵芳%
（!.海军工程大学动力工程学院，湖北武汉&%""%%；).西江大学，广东肇庆*)("""；
%.海军%/""!部队，辽宁大连!!("""）
摘要：对一个试验用电液伺服系统进行了理论建模和仿真研究，引入了一个非线性状态方程模型来描述电液伺服系统的动态特性.通过仿真结果与实际系统的响应相比较，验证了所建立的理论模型的准确性.在此仿
真模型基础上，设计了一个适用的自校正+,-控制器，
并且对其控制特性进行了仿真研究.关键词：电液伺服系统；仿真；非线性特性；自校正+,-控制器
中图分类号：0+)!&文献标识码：1
电液伺服系统在机械制造、船舶操纵和工业过程控制中得到了越来越广泛的应用.随着自动化技术的发展和自动化程度的不断提高，对电液伺服系统的稳定性、快速性、准确性、自适应性和鲁棒性等控制品质提出了更高的要求.为满足这些要求，一方面要提高液压系统本身的制造技术和品质特性；另一方
面选择合适的控制器是关键.一般情况下，
控制器可分为两大类，一类是基于被控系统的精确数学模型的控制器，称为传统型控制器，它包括+,-控制器、超前和滞后校正控制器、最优化控制器和自适应控制器等；另一类为人工智能型控制器，这类控制器不依赖于被控系统的精确数学模型，而依赖于人的经验知识，或者依赖于系统的输入与输出之间的非线性映射模型，例如模糊逻辑控制器和人工神经网络控制器等.第一类控制器已形成比较完善的理论体系和分析与综合方法；第二类控制器正处于大量研究和开发之中，理论体系还不完备.本文重点研究应用于电液伺服系统中的传统型控制器.
从传统控制理论的思想和方法出发，要求建立被控系统的精确数学模型，准确地描述其动力学特性，这是设计理想控制器的基础和前提条件.常用的描述系统动力学特性的数学方法有：微分方程、差分方程、传递函数和状态方程等.其中，状态方程更适合于描述非线性动力学系统的动态特性.本文采用状
态方程来建立电液伺服系统的动力学模型.该状态方程模型是否准确或有效，可以通过234536［!，)］环境
下的789:58;<［%］仿真结果与实际系统响应的比较来验证.
本文在理论建模与模拟仿真的基础上，将自适应控制理论引入传统的+,-控制器中，通过基于继电反馈的整定方法，在系统处于继电反馈闭环下观察其极限环振荡，再由极限环振荡的特征辨识出被控系统动态过程的基本性质，然后根据=8>?5>@AB8CDE5F 方法确定+,-控制器的参数，从而实现了自校正+,-控制器的设计，并通过仿真研究自适应+,-控制器的控制品质.
!试验用电液伺服系统的组成和结构原理
试验用电液伺服系统由轴向柱塞泵、液压缸（G>H@E4D IJ/"K)*L !(L !""=M/*#&）、电液伺服阀（G>H@E4D
&N7)O2!"A&)）、溢流阀和其它辅助元件等组成（见图!）.此外，
还配有一个测量与控制系统，它由位移传感器、压力传感器、G0,A’!*A,;4>@P3C>卡、,QA!)"卡和&’(A+I 等组成.该测量与控制系统可以放大、测量和记录液压油源压力!F 和!@、液压缸两腔的压力!1和!R 、液压缸活塞杆的运动位移"（#）
和运动速度$（#）%由&’($+I 实现的数字控制器可根据反馈信号与指令信号作出控制决策，
输出控制作用信号&（#）给电液伺服阀的驱动放大器，从而实现计算机控制%
第!%卷第*期
)""!年!"月海军工程大学学报STUGB1V TK B1W1V UB,WOG7,0M TK OBJ,BOOG,BJ WE5.!%BE.*TC4.)""!
!收稿日期：)""!A"&A%"；修订日期：)""!A"*A!%作者简介：高翔（!#(%A ），男，副教授，博士生.
万方数据