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《柱塞缸電液伺服系統(tǒng)性能分析與控制策略研究.pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、2012年6月機(jī)床與液壓Jun.2012第40卷第11期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1.40No.11DOI:10.3969/j.issn.1001—3881.2012.11.014柱塞缸電液伺服系統(tǒng)性能分析與控制策略研究胡永濤,曹躍進(jìn)(西安工程大學(xué)電子信息學(xué)院,陜西西安710048)摘要:以30MVA鈦渣電弧爐電極控制系統(tǒng)的液壓動(dòng)力元件柱塞缸為例,給出其位移、速度及力與控制信號(hào)之間的關(guān)系,并分析柱塞缸伺服系統(tǒng)的動(dòng)特性。采用基于狀態(tài)變量的模型參考自適應(yīng)控制方法并利用Lyapunov穩(wěn)定性理論尋求自
2、適應(yīng)律,使系統(tǒng)狀態(tài)收斂,改善了系統(tǒng)控制特性,并獲得了較好的控制效果。關(guān)鍵詞:柱塞缸;電液伺服系統(tǒng);模型參考自適應(yīng)控制中圖分類號(hào):TP215文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001—3881(2012)11—047—3PerformanceAnalysisandControlStrategyStudyforPist0nCylinderElectro-hydraulicServoSystemHUYongtao。CA0Yuejin(CollegeofElectricalandInformation,Xi’anPolytechnic
3、University,Xi’anShannxi710048,China)Abstract:Takingthehydraulicpowerunitsplungertypecylinderof30MVAarcfurnaceoftitaniumslagastheresearchobject,therelationshipbetweendisplacement,velocity,forceandcontrolsignalwasgiven,andthedynamiccharacteroftheplungercylinderse
4、lwosystemwasanalyzed.ThemodelreferenceadaptivecontrolmethodbasedonstatevariableandLyapunovstabilitytheorywereusedtoquestadaptivelaw.SotheconvergencestateisachievedtOimproveitscontrolcharacter,andprominenteffectisreceived.Keywords:Plungertypecylinder;Electro—hyd
5、raulicseITosystem;Modelreferenceadaptivecontrol工業(yè)場(chǎng)合常采用對(duì)稱缸和非對(duì)稱缸作為電液伺服為P,另一工作腔堵塞,油源壓力P,回油壓力P。系統(tǒng)的執(zhí)行元件,柱塞缸的應(yīng)用則比較少見(jiàn),一般成閥芯左移時(shí),油液流入柱塞缸容腔,這時(shí)閥芯壓降組使用在冶金行業(yè)壓下裝置中和電弧爐的電極控制系P=p-p。閥芯右移時(shí),油液從柱塞缸流出,壓降統(tǒng)中,單獨(dú)用作電液伺服系統(tǒng)則比較少見(jiàn)。作者以PP—PR030MVA鈦渣電弧爐電極電液伺服控制系統(tǒng)為研究對(duì)1.2系統(tǒng)的基本方程象,分析了柱塞缸電液伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)
6、特性,并采用系統(tǒng)基本方程有]:模型參考自適應(yīng)控制策略改善系統(tǒng)的控制特性,仿真Ap=my+B夕+rag+sgn(夕)(1)表明了控制策略的正確性。Q=A夕++c=p(2)1柱塞缸電液伺服系統(tǒng)動(dòng)特性1.1柱塞缸電液伺服系統(tǒng)工作原理?Q=Kv,(3)30MVA鈦渣電弧爐電極電液伺服控制系統(tǒng)柱塞:(4)缸電液伺服系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖1。sgnc夕=2uc夕一={l_耄季三c5,式中:Y為柱塞從初始位置的位移,A為柱塞有效工作面積,P為柱塞承受壓力,m為動(dòng)件質(zhì)量,包括柱塞缸、電極夾持臂、電極等質(zhì)量,為黏滯系數(shù),g為重力加速度,,為摩
7、擦力,圖2中的為靜摩擦,為庫(kù)侖摩擦,Q為流人容腔的流量,為柱塞在某圖130MVA鈦渣電弧爐電極電液伺服控一位置時(shí)柱塞缸容積,口為液壓介質(zhì)體積彈性模量,制系統(tǒng)柱塞缸電液伺服系統(tǒng)原理圖C為柱塞缸泄漏系數(shù),K為伺服閥比例系數(shù),,為伺伺服閥的一個(gè)工作腔接柱塞缸容腔,其中壓力服閥電流,為液壓彈簧剛度。收稿日期:2011—04—27作者簡(jiǎn)介:胡永濤,在讀研究生,研究方向?yàn)榉蔷€性系統(tǒng)、自適應(yīng)控制。E—mail:hutao567@yahoo.corn.ca?!?8·機(jī)床與液壓第40卷J1.3系統(tǒng)動(dòng)特性由式(10)可知:在夕=0時(shí)p不
8、連續(xù),式\
9、:、—一(10)不能作線性化處理,夕>0或夕<0時(shí)動(dòng)特性不—————、對(duì)稱。由式(9)可知:T(s)中包含變量,(夕)項(xiàng)表示在=0時(shí)阻尼有突變。圖2枉基缸肇璨力不蒽圖2控制策略對(duì)式(5)求導(dǎo),可得:當(dāng)控制系統(tǒng)采用狀態(tài)方程描述,且狀態(tài)完全可觀測(cè),可用系統(tǒng)的狀態(tài)變量來(lái)構(gòu)成自適應(yīng)控制率。系d[sgn(夕)]:2(夕)=f:(6)統(tǒng)可觀測(cè)狀