电液伺服非线性系统动态面控制研究

电液伺服非线性动态面控制研究论文读书报告

一、首先，先明白本篇论文主要概念：

1. 反推法：反推法是解决非线性系统控制的一个重要方法，主要的原理是将输入输出过程分为N 个子系统，每个子系统信号进入积分模块后输出，输出后要有反馈，每个子系统均有反馈，所以是种严格反馈方法。但这种方法有个缺点，就是积分过后要微分会产生大量的微分项，导致“微分爆炸”，使计算过程缓慢，工作量大。

2. 动态面技术：动态面是反推法的升级版本，主要补充反推法的不足，在虚拟控制后面加一个低通滤波器，控制器更好工作。

3. 李雅普诺夫（lyapunov ）函数：李雅普诺夫是著名的俄国数学家。该函数是一种分析非线性系统的稳定性的函数，在系统受到外界干扰后，经过一段时间后，恢复到函数平衡点的能力。

4. 李雅普诺夫第一方法和第二方法：两者均是判定系统稳定性的方法，第一方法也称为间接法，是将非线性系统通过泰勒展开式转变成近似线性化，然后用线性化来方式来判定；第二方法也称为直接法，就是直接对非线性系统进行稳定性分析。

5. 自适应：指能够根据系统环境的变化自动调整参数，实现最佳控制。（一般跟其他控制结合在一起使用，单独用意义不大，如自适应模糊PID 控制）

6. 模糊控制：是智能控制领域的一种，它是模糊数学和控制系统的有机结合。主要用模糊化算子对精确量进行模糊化，然后再控制器里根据量化因子，隶属函数，模糊规则，比例因子进行模糊计算，再通过判定化算子将模糊量清晰化输出，实现模糊控制。

7. 鲁棒性：rubust ，健壮的意思，就是在遭受外界的碰撞或者工作环境恶劣时还能稳健地正常工作。

二、其次，本篇论文主要写的内容。

本篇论文开门见山，提出某厂拉压应力试验台存在液压缸位移输出不精确、产品连接处出现剩余压紧力的问题，给安装人员带来一定的麻烦，还耗时耗力。针对这个问题，提出一种新方案来解决。

新方案采用电液伺服系统（响应快，控制精度比较高）替代原先的液压系统，然后以伺服阀为研究对象建立数学模型和空间状态模型（注：对液压系统进行仿真很多时候都是需要先建立数学模型的！然后根据数学模型作出传递函数图）。 以伺服阀为研究对象的数学模型包括一系列方程，有流量方程，连续性方程以及力的平衡方程，然后将方程求解后进行Laplace 变换，根据结果可以列出传递函数图；列出空间状态模型后得到关于活塞位移的方程，经过求导可以求得活塞速度、活塞加速度。

然后提出反推法、动态面控制技术、自治系统、利亚普诺夫第一方法和第二方法的概念。（都是理论上的东西，公式一大堆，可以略去，但原理必须知道）先对系统进行稳定性分析，再将动态面技术融入电液伺服系统中，设计出鲁棒自适应动态面控制器。用MATLAB/SIMULINK仿真，得到动态面控制试验台模型，里面包含有三个子模型，一个是电液伺服系统模型，一个是动态面控制器模型，还有一个是自适应参数模型，仿真结果是整体动态特性有待提高。

为了提高控制精度，完善位移跟踪效果，再将模糊控制技术引入鲁棒自适应动态面控制系统中。模糊控制首先选输入量输出量的模糊集、论域，取合理的隶属度函数，选择模糊推理规则，正确选择量化因子和比例因子。再用SIMULINK 仿真。鲁棒自适应模糊动态面控制系统的仿真结果同鲁棒自适应动态面模糊控制系统和传统的PID 控制这三种相比，前者效果最好。

三、重要的信息（从论文中摘抄）

1、影响电液伺服系统控制精度和控制性能的非线性因素有：阀的流量-压力特性、饱和特性、死区、滞环、摩擦、零漂以及由温度变化引起的温漂，还有各种外界干扰，这些都是造成液压伺服系统非线性不确定性的重要原因。

2、控制系统的设计都是以被控对象的数学模型为研究对象，而在建模过程中不可能完全做到精确，肯定存在不确定因素，因此有必要研究反馈系统中加入某种控制器用来消除这些不确定性，使设计的系统有良好的动态性能。

3、反馈线性化和后推法是非线性系统控制器的两大突破。

4、常用的智能控制方式有：专家控制、人工神经网络控制、模糊控制以及学习控制。

5. 模糊控制对线性和时变等不确定系统具有良好的控制效果，对非线性、噪声和纯滞后等具有良好的抑制能力。

四、感想和收获

本篇论文跟本人所做的论文比较相似，拉压力试验台的位移输出控制不精确是多方面的，负载属于外来干扰，有比较大的影响的！可根据数学建模仿真时m 值大小就可以知道；而我们公司的液压缸试验时均是空载，主要的误差更多来源于控制系统和液压系统本身，所以数学建模时，外载和弹簧系数为0

本文的理论公式太多了！真的有必要？？

本篇论文比较新颖点就是用动态面技术与电液伺服系统相结合。

我的论文的一部分也是通过提高控制精度来减小液压缸位移误差，有借鉴价值！我做的论文的第一部分是液压缸行程位移的检测，公司现场做试验，可以得到结果（听技术人员说是有误差的，还有误差累积现象）。我可以借鉴的是接下来的控制部分，如采用电液伺服系统新方案，建立液压系统数学模型，然后得出传递函数，再仿真（这应该是很多资料都有的）！结果肯定是有提高位移跟踪效

果的空间。

如果提高控制精度呢？就不用动态面控制了，就采用模糊控制策略。将模糊控制融入电液伺服系统。得到的结果比单纯电液伺服系统好，肯定也不是完全平滑，因为影响液压系统控制精度因素不少。

本篇论文绪论写得不错。