２００７年第１期 液压与气动 ３３
电液位置伺服系统无静差跟踪控制研究
杨逢瑜。徐建江。管帅。姜明亮
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｓｔａｔｉｃ Ｅｒｒｏｒ Ｆｒｅｅ Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ—．ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｏ．．ｓｙｓｔｅｍ
ＹＡＮＧ Ｆｅｎｇ—ｙｕ，ＸＵ Ｊｉａｎ－ｊｉａｎｇ，ＧＵＡＮ Ｓｈｕａｉ，ＪＩＡＮＧ Ｍｉｎｇ—ｌｉａｎｇ
（兰州理工大学流体动力与控制学院，甘肃兰州 ７３００５０）
摘要：针对周期性、多频扰动的电液阎控摆动液压缸伺服系统，设计了一种内模控制器，以取代常规的
比例积分微分调节器。对模型准确和有误差的两种情况进行了仿真和实验，表明有内模无静差跟踪控制器
使电液阀控摆动液压缸系统能输出准确地跟踪参考输入，有效地消除了外干扰带来的误差，实现了无静差跟
踪。该系统对设计时的建模误差和外界干扰都具有较强的鲁棒性。
关键词：内模控制器；位置控制；无静差跟踪
中图分类号：ＴＨ１３７文献标识码：Ｂ文章编号：１０００．４８５８（２００７）０１．００３３—０３
１ 弓Ｉ盲 电液伺服控制领域中，比例积分微分（ＰＩＤ）调节
器以其结构简单、稳态性能好、可靠性高等优点得到了
广泛的应用。据统计，８Ｏ％的工业控制问题可通过
ＰＩＤ调节得到解决，但对强耦合、周期性、多频扰动等
控制精度要求高的场合，常规ＰＩＤ调节就难以得到满 意的控制效果［ 。内模控制器设计简单、跟踪性能
好、鲁棒性强，能消除不可测干扰的影响，一直为控制
收稿日期：２００６—０５．２９ 基金项目：甘肃省自然科学基金重点资助项目（ ９８１一Ａ２２－０２２） 作者简介：杨逢瑜（１９４８～），男，甘肃兰州人，教授，学士，主 要从事液压技术方面的科研和教学工作。
（２）Ａ、Ｂ片振子的电压大小不同，频率相同，但
相位相同时，（如图４ｂ所示）两片的变形大小不等，弯
曲方向相同。泵的流量在Ｏ～Ｑ之间变化。
２０１１年第１２期 液压与气动 ４７
基于压力反馈的上下料机械手电液伺服位置系统
赵锦荣。胡学武，盛小明
Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｅｒｖｏ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｌｏａｄｉｎｇ ａｎｄ
ｕｎｌｏａｄｉｎｇ ｒｏｂｏｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ
ＺＨＡＯ Ｊｉｎ—ｒｏｎｇ，ＨＵ Ｘｕｅ—ＷＵ，ＳＨＥＮＧ Ｘｉａｏ－ｍｉｎｇ
（苏州大学机电工程学院，江苏苏州２１５０２１）
摘要：在加工精度要求高的自动化生产线中，要求上下料机械手具有较高定位取放工件的能力，该文 对液压驱动的上下料机械手设计了机械手小臂电液伺服位置控制系统，针对系统阻尼比较小的缺点，加入了
压力反馈控制，使系统的阻尼比明显提高，满足了系统位置控制的要求，从而提高机械手自动送料和机床加
工精度。
关键词：上下料机械手；液压驱动；电液伺服系统；位置控制；压力反馈
中图分类号：ＴＨ１３７文献标识码：Ｂ文章编号：１０００－４８５８（２０１１）１２－００４７－０３
１ 引言 以液压驱动的上下料机械手取代操作者手动操作
上下料应用于机床加工的自动化生产线中，可以提高
加工精度和生产效率，避免操作者发生工伤事故的安 全隐患。 在加工精度要求高的自动化生产线中，常要求上
下料机械手具有较高定位取放工件的能力，针对该问 题，本文对液压驱动的上下料机械手采用电液伺服系
统对机械手小臂的位置进行精确的控制。针对电液伺
服位置控制系统阻尼比较小的缺点，加入压力反馈控 制，使系统的阻尼比明显提高，满足了系统位置控制的
要求，从而提高机械手自动送料和机床加工精度。 ２ 电液伺服位置控制系统的数学模型 ２．１ 电液伺服位置控制系统的组成
上下料机械手小臂电液伺服位置系统如图１所 示，由电液伺服阀、伺服液压缸、位置传感器和放大器
组成。位置传感器将液压缸的位置信号转换为电信号 与输入电信号比较，得到偏差信号，经伺服放大器放
第２８卷第６期 ２００９年ｌ２月 南昌工程学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎａｎｃｈａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２ｏｏ９
文章编号：１６７４—００７６（２００９）０６一Ｏ０４０—０４
电液位置伺服系统最少拍控制应用研究
曹清华，刘萍先
（南昌工程学院机械与动力工程系，江西南昌３３００９９）
摘要：针对电液伺服控制系统的特点，进行了计算机控制系统的整体设计，以对称阀控制非对称缸的数学模型为 基础，考虑一般电液伺服系统的元件，对伺服阀、伺服放大器、Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄ卡进行了简化，得到整体模型，运用最少拍 控制理论，得到最少拍控制器，实验证明控制效果良好． 关键词：计算机控制；电液伺服系统；虚拟驱动 中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ａ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅａｄ－ｂｅａｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｅｒｖｏ ｓｙｓｔｅｍ
ＣＡＯ Ｑｉｎｇ—ｈｕａ，ＬＩＵ Ｐｉｎｇ—ｘｉａｎ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｃｈａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｅｈａｎｇ ３３００９９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏ．ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｅｒｖｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ．ｗｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ａｎ ｏｖｅｒａｌｌ
ｍｏｄｅｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅａｄ—ｂｅａｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃ
ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｖａｌｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｃｙｌｉｎｄｅｒ，ａｎｄ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｅｒｖｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓ－
第３４卷第２期
２００７年２月 光电工程
Ｏｐｔｏ—Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．３４，Ｎｏ．２
Ｆｅｂ，２００７
文章编号：１００３—５０１Ｘ（２００７）０２—００５５—０５
不确定电液位置伺服系统的动态面跟踪控制
李文磊，蒋刚毅
（宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波３ １５２Ｉ１）
摘要：针对一类含有动态不确定性的双作用液压缸电液伺服系统跟踪控制问题，采用动态面控制方法设计了一个
鲁棒自适应跟踪控制器。由于在逆推设计过程中加入了低通滤波器使得该方法不用对模型非线性进行多次微分，
因而设计方法简化。所设计的自适应鲁棒控制器不仅能保证闭环系统的半全局渐近稳定，使得输出渐近跟踪期望
轨迹；而且，跟踪误差可以通过控制器的设计参数加以调整。数字仿真结果表明，控制系统对给定位置的跟踪具
有良好的动态特性，对系统的不确定性，具有较强的鲁棒性。
关键词：电液伺服系统；动态面控制；逆推方法；参数不确定性；外部干扰
中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ａ
Ｔｒａｃｋｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｅｒｖｏ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ
ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｕｓｉｎｇ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ
ＬＩ Ｗｅｎ—ｌｅｉ，ＪＩＡＮＧ Ｇａｎｇ－ｙｉ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆｌｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｉｎｇｂｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎｉｎｇｂｏ ３Ｉ５２ＩＩ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ，ａｌｌ ａｄａｐｔｉｖｅ ｒｏｂｕｓｔ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ
ｔｒａｃｋｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏ—ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｅｒｖｏ ｓｙａｅｍ ｗｉｔｈ ｄｙｎａｍｉｃ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ．Ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｗ ｐａｓｓ
