阀控非对称缸频域建模研究吕云嵩（南京工程学院机械系南京 211167）摘要：阀控非对称缸的数学模型包含两个不相等的子模型，为便于经典控制理论分析处理，其频域模型必须整合为单一解析式。
针对以往不考虑系统结构的影响，利用负载压力和负载流量的定义实现整合的不足，提出了阀控缸的统一频域模型——分段传递函数。
在函数结构参数分析的基础上，借助数字仿真，探讨了典型系统模型整合算法与系统结构因素间的关系，提出了变量整合、参数整合的概念和方法，给出了通过分段传递函数整合获得等效传递函数的建模方案。
对常规液压伺服系统，等效传递函数的阶跃响应与数字仿真基本吻合，与以往模型相比精度明显改善。
主题词：非对称缸建模液压频域分析中图分类号：TH137.520 前言阀控非对称缸是一种用途广泛的液压动力机构，其数学建模问题也是近年来国内理论界关注的一个热点问题。
非对称缸活塞两侧面积不等，描述其正反向工作油路的数学模型也不同。
当油路切换时，数学模型随之转换，因此阀控非对称缸的数学模型是含有两个子模型的分段模型。
分段模型不便于经典控制理论分析处理，所以早期液压伺服理论只以数学上容易处理的对称缸为研究对象［1］。
刘长年教授首先研究了非对称缸建模［2］。
其后又有一些学者开展了相关研究［3-7］，其范围涵盖频域和状态方程建模。
状态方程因凭借现代数字仿真技术，成功地解决了分段模型的解算难题，受到当今学术界的普遍重视［5-9］。
但数值解只能利用图线对响应的总体特征作结论性描述，不像频域分析那样能清晰地体现系统的构成及其响应的物理本质，故状态方程在现阶段还不能完全取代频域模型。
对于非对称系统，频域建模的难点在于分段模型的整合。
长期以来，这项研究一直沿用对称缸的方法，把研究重点放在负载压力和负载流量的定义上［2-6］，其实质就是通过变量整合实现微分方程的整合。
由于这种方法不能反映系统结构因素对模型的影响，所以建模误差较大。
国外近年来的研究偏重于数字仿真和系统控制等应用领域，在频域建模上没有新的进展［7-8］。
