船用構件力學性能測試平臺非線性控制方法研究.pdf

1、隨著船舶工業(yè)的迅猛發(fā)展，國內對于船用構件的檢測已經無法滿足現狀，對船用構件多種項目檢測的需求迫在眉睫。本文研究的船用構件力學性能測試平臺是一種多功能試驗機，可以對船用構件進行拉、壓力測試，以及應急拖帶等多種試驗，其控制系統為電液伺服控制。液壓伺服系統中普遍存在非線性因素，大多數研究人員忽略此因素進行建模，使得系統控制性能的分析不符合實際情況，因此研究非線性系統控制具有很重要的理論意義。本文結合測試平臺的自身結構特點，重點考慮其中影響較大

2、的非線性因素，建立測試平臺液壓伺服系統的數學模型，并對此模型進行優(yōu)化。通過Matlab中的Simulink模塊將數學模型進行仿真，證明了優(yōu)化后的模型有著較好的控制特性。本文主要研究內容如下：
　?。?）根據測試平臺的結構，分析其系統組成各部分的特性，以便建立測試平臺控制系統的數學模型。電液伺服系統存在明顯的非線性因素，主要為液壓閥的流量-壓力非線性和動力機構中的飽和、回環(huán)及摩擦等。運用泰勒級數近似線性化方法對系統模型進行線性化處理

3、，得到測試平臺控制系統的傳遞函數。
　?。?）由于常規(guī)泰勒級數近似線性化模型線性化過程忽略了高階項，與實際控制系統有一定偏差，而狀態(tài)反饋線性化方法可以較完整的保留控制系統的信息。基于此，本文考慮系統的非線性特征，建立控制系統的精確非線性數學模型，采用狀態(tài)反饋精確線性化方法將非線性數學模型線性化，消除了系統中的非線性因素的影響，得到狀態(tài)反饋精確線性化后的數學模型。應用線性二次型最優(yōu)控制理論對狀態(tài)反饋精確線性化后的數學模型設計控制器，