电液位置伺服系统自适应反演滑模控制

位置扰动型电液伺服施力系统的自适应控制摘要：在位置扰动型电液伺服施力系统中，由于受力对象的运动给系统带来根太的位置干扰．以及系统的非线性特性、参数时变等因素的影响，给系统的校正和优化带来了困难。

针对多余力矩和参数变化问题．在用结构不变性原理进行补偿的基础上，采用模型参考自适应控制．并采用PID控制确保系统有满意的跟踪性能。

采用这种控制方法，可以较好地消除位置干扰的影响．同时克服系统的非线性及参数时变等因素的影响，提高7 系统的鲁棒性和跟踪性能。

仿真研究的结果验证7上述结论。

关键词：位置扰动；电液伺服系统；自适应控电液伺服系统广泛应用于各种技术领域．而位置扰动型电液伺服施力系统是其中一个复杂的分支。

所谓位置扰动型电液伺服施力系统是指受力对象是一个位置系统，它运动与否由其本身而定，施力系统仅起到加载作用。

航空航天领域中用到的负载模拟器就是一种典型的位置扰动型施力系统。

这种系统的特点是施力系统一方面给受力的位置系统施加力函数．而位置系统又按其自身规律运动．因而施力系统要被动地受到受力系统扰动的影响．这种位置扰动在施力系统中产生一个很大的力干扰．即多余力，如果处理不当．这种多余力比系统所要施加的力还要大得多。

多余力的存在，严重影响力伺服系统的跟踪精度，因此，位置扰动型施力系统设计的主要任务便是要消除它的多余力。

在以往的研究中．消除多余力的典型方法是采用结构不变性原理，但是这种方法没有考虑到力伺服系统的非线性及不确定性等因素，当系统参数变化时，消除多余力的效果会变差。

此外．还可以采用同步补偿等方法．但这需要增加额外的液压元件。

本文采用模型参考自适应控制方法．可以较好地消除多余力矩，同时克服力伺服系统的非线性及不确定性等因素对系统的影响，且只从软件入手．无须增加硬件设备。

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如何使用伺服系统进行自适应控制自适应控制是实现机械设备自主控制的关键技术之一，伺服系统则是实现自适应控制的主要手段之一。

本文将介绍如何使用伺服系统进行自适应控制。

一、伺服系统的基本组成伺服系统由伺服电机、减速器、编码器和控制器组成。

伺服电机作为伺服系统的驱动源，能够产生较精确定位和较大扭矩输出。

减速器则能够将高速低扭矩的电机输出转化为低速大扭矩的输出，常用的减速器有行星减速器和蜗轮蜗杆减速器。

编码器是用于反馈伺服电机转动轴角度或线性位移位置的设备，可以提供高精度的位置反馈信息。

控制器则是伺服系统的“大脑”，负责接收编码器反馈信号并通过算法控制伺服电机的运动。

二、自适应控制的原理及应用场景自适应控制是一种控制方法，能够根据外界环境变化实时调整控制器参数，从而保证系统性能稳定。

在伺服系统中，自适应控制能够实现跟踪误差、速度误差和位置误差的实时校正，从而提高系统的稳定性和控制精度，常用于需要高精度定位的应用场景，如半导体制造设备、精密机床等领域。

三、实现自适应控制的方法1. 阻尼比自适应控制法：根据系统反馈信号的实际阻尼比值，即被控对象的阻尼比与滤波器建模阻尼比之间的差值，实时调整控制器参数。

通过反馈控制器调整控制器增益，从而提高系统的响应速度和跟踪精度。

2. 频率自适应控制法：通过伺服系统中的限幅器和积分器来抑制伺服电机速度波动，从而降低输出力矩的变化，并据此调整控制器参数。

该方法适用于对系统频率变化敏感的场景。

3. 模型参考自适应控制法：将伺服系统视为一种带有未知扰动和不确定参数的模型，通过模型参考自适应控制器实时修正控制器参数，以适应频繁变化的工作环境，并提高系统的鲁棒性。

该方法适用于复杂机械控制系统，如六自由度机械臂、气液增压系统等。

四、结论自适应控制是伺服系统应用的重要手段，能够实现高精度控制和快速响应。

给定相应的适当参数，自适应控制构成后能够在系统实时迭代与校正中保证系统的性能稳定性和控制精度，实现机械设备自主控制的目标。

一种用于电液位置伺服系统控制的高阶滑模控制器的设计徐智;张家海;王欣;刘凯【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2024()2【摘要】这里提出了一种用于电液位置伺服系统控制的高阶滑模控制器的设计,以提高电液位置伺服系统的控制准确度。

从电液伺服系统的构造出发,分析了其组成结果与工作过程。

以外界输入电压为依据,求取了滑阀的动力学模型,通过液压缸两个子缸压力差值形成的负载压力,计算出了滑阀动态运动时产生的流量,并通过负载压力得出了负载的位移平衡方程,进而以滑阀位移、负载位移及输入电压等系统的状态参数,获取了电液伺服系统的动力学模型。

引入超螺旋控制器和广义超螺旋控制器的一般表达形式,以输入电压误差及负载位移误差为依据,构造了系统的滑动面函数,并将滑动面函数的导师与超螺旋控制器相结合,构造了基于超螺旋控制器的滑模控制器,为了提高系统的收敛速度,在基于超螺旋控制器的滑模控制器的基础上,借助广义超螺旋控制器,构造了高阶滑模控制器,以对电液位置伺服系统进行控制。

实验结果表明,所提算法不仅具有较好的响应速度,而且对电液位置伺服系统的控制准确度较高,在对目标轨迹跟踪时,所提方法比模糊干扰观测器方法的跟踪准确度提高了33.11%。

说明所提方法对电液位置伺服系统具有较好的控制性能。

【总页数】5页(P111-115)【作者】徐智;张家海;王欣;刘凯【作者单位】三江学院机械与电气工程学院【正文语种】中文【中图分类】TH16;TP273【相关文献】1.基于模糊滑模变结构的直流伺服系统控制器设计2.高精度电液比例阀控缸位置伺服系统控制器的设计3.基于滑模状态观测器的电液位置伺服系统控制4.基于自适应滑模控制的变刚度伺服系统控制器设计5.基于反演终端滑模算法的目标定位转台伺服系统控制器设计因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于干扰误差补偿的自动化电机自适应滑模反演控制Adaptive sliding mode inversion control of automatic motorbased on interference error compensation郭海全，刘 烨，周秋坤GUO Hai-quan, LIU Ye, ZHOU Qiu-kun（上海工程技术大学 电子电气工程学院，上海 201600）摘 要：针对自动化电机受电磁干扰误差较大，导致电机控制效果较差、难以反映真实运行状态的问题，提出基于干扰误差补偿的自动化电机自适应滑模反演控制方法。

构建电机的转子动力学模型，设计干扰观测器，将干扰预测输出值传输至增益调整模块，构建非线性干扰预测动态方程，将预测的干扰因素转化为相应控制量。

电机的连续控制问题即跟踪控制问题，按照滑模反演控制理论，定义电机的两个子误差，引入滑模切换函数，构建转子动力学惯性逆矩阵获取控制力矩，通过跟踪转子输出轴完成电机自适应滑模反演控制。

实验结果表明，所提方法能够较好地跟踪实际干扰信号变化轨迹，对自动化电机的控制性能较好。

关键词：干扰误差补偿；自动化电机；自适应滑模反演；自动化控制中图分类号：TG54 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2020)08-0130-05收稿日期：2019-06-02基金项目：国家自然科学基金：具有非线性输入环节的自适应递归输出反馈控制系统研究（61703269）作者简介：郭海全（1995 -），男，山西阳泉人，硕士研究生，研究方向为智能控制、非线性系统。

0 引言自动化设备通常是由多台单自由度电机组成的。

采用大量辅助装置，一方面大大增加了电机体重、降低刚度[1]，另一方面，受到外界电磁干扰，电机运行控制系统遭受一定影响，无论是响应速度，还是动态性能都变得较差，严重时该系统直接影响整个电机的稳定性[2]。

目前，对于电机自动化研究主要集中在电机设备配置、磁场分析及检测装置等方面，并在国内取得了一定研究成果[3]。

电液伺服控制1. 引言电液伺服控制是一种在工业自动化领域广泛应用的控制技术，通过控制电液伺服系统的输出来实现对机械装置的精确控制。

本文将介绍电液伺服控制的基本原理、控制策略和应用领域。

2. 电液伺服系统结构电液伺服系统由执行机构、传感器、控制器和液压装置等组成。

执行机构一般由液压缸和阀门组成，传感器用于对执行机构的运动状态进行反馈，控制器根据传感器反馈的信息进行计算和决策，液压装置则负责产生并传递液压能量。

3. 电液伺服控制原理电液伺服控制的基本原理是通过改变液压系统的压力和流量来实现对执行机构的运动控制。

控制器根据预定的信号和传感器反馈的信息计算出对应的控制指令，然后通过控制阀控制液压系统的工作状态，从而实现对执行机构的控制。

4. 电液伺服控制策略电液伺服控制有多种控制策略，常见的包括位置控制、速度控制和力控制。

位置控制是通过对液压缸的运动位置进行控制，实现对机械装置位置的精确控制。

速度控制则是控制液压缸的运动速度，实现对机械装置运动速度的精确控制。

力控制则是控制液压系统的输出力，实现对机械装置施加的力的精确控制。

5. 电液伺服控制的特点电液伺服控制具有以下特点：•高精度：电液伺服控制可以实现对机械装置位置、速度和力的精确控制，满足工业自动化对精度的要求。

•响应快：电液伺服控制系统的响应速度较快，可以实现快速而准确的控制。

•高可靠性：电液伺服系统采用液压传动，具有较高的可靠性和稳定性。

•适应性强：电液伺服控制适用于各种不同工况和负载情况下的控制需求。

6. 电液伺服控制的应用领域电液伺服控制广泛应用于各个工业领域，包括机床、起重机械、注塑机、机器人等。

在机床行业中，电液伺服控制可实现高精度的切削加工；在起重机械领域，电液伺服控制可以实现大力矩的精确控制，提高起重机械的工作效率；在注塑机和机器人领域，电液伺服控制可以实现高速、灵活的动作控制，提高生产效率和产品质量。

7. 总结电液伺服控制是一种在工业自动化领域应用广泛的控制技术，通过控制液压系统的输出来实现对机械装置的精确控制。