反饋通道含有間隙非線性對電液位置伺服系統(tǒng)影響的分析及補(bǔ)償.pdf

1、當(dāng)電液位置伺服系統(tǒng)的位置反饋采用外置式反饋傳感器時(shí)，因安裝、磨損、沖擊等原因，液壓缸活塞桿與位移傳感器連接部分出現(xiàn)間隙，造成電液位置伺服系統(tǒng)反饋通道間隙非線性，影響系統(tǒng)的控制精度、沖擊和穩(wěn)定性，使得系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作。
　　針對反饋通道中存在的間隙，根據(jù)電液位置伺服系統(tǒng)輸入輸出特性和低阻尼特性，以遲滯間隙模型對反饋通道間隙進(jìn)行描述；建立了反饋通道含間隙的電液位置伺服系統(tǒng)的模型；利用Matlab/Simulink對含不同尺寸間隙值的電

2、液位置伺服系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析研究，仿真結(jié)果表明：(1)隨著反饋通道間隙的增大，系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)調(diào)節(jié)時(shí)間相應(yīng)增大，振蕩越劇烈；(2)當(dāng)反饋通道間隙值增大至0.08mm時(shí)，出現(xiàn)極限環(huán)振蕩，系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作。(3)當(dāng)反饋通道間隙值增大至0.1mm時(shí)，系統(tǒng)的超調(diào)量從37.08％增加到43.85%。
　　設(shè)計(jì)了間隙非線性的補(bǔ)償算法：利用前后兩次采樣的位移差值和位移變化率將整個(gè)控制過程分為上升階段、間隙階段、剛進(jìn)入穩(wěn)態(tài)階段、穩(wěn)態(tài)階段4種狀態(tài)；

3、在此基礎(chǔ)上對電液位置伺服系統(tǒng)反饋通道間隙狀態(tài)進(jìn)行判斷，通過實(shí)驗(yàn)試湊法得出間隙階段和不在間隙階段的PID控制參數(shù)，通過給適合不同階段的PID控制參數(shù)，進(jìn)而達(dá)到對間隙補(bǔ)償效果。
　　進(jìn)行了不同間隙值時(shí)電液位置伺服系統(tǒng)的階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)，對仿真結(jié)果和補(bǔ)償算法進(jìn)行驗(yàn)證，考慮到具體實(shí)驗(yàn)過程中無法精確的設(shè)置0mm—0.1mm的間隙值，故將間隙夸大的設(shè)置為1mm-3mm進(jìn)行初步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)反饋通道不存在間隙時(shí)，電液位置伺服系統(tǒng)的階躍

4、響應(yīng)幾乎不存在穩(wěn)態(tài)誤差和極限環(huán)振蕩；當(dāng)反饋通道間隙從1mm增大至3mm時(shí)，電液位置伺服系統(tǒng)的階躍響應(yīng)的超調(diào)量顯著增大，出現(xiàn)極限環(huán)振蕩，而且隨著間隙的增大，極限環(huán)振蕩的頻率在降低；采用本文提出的間隙補(bǔ)償算法為控制算法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)時(shí)，電液位置伺服系統(tǒng)的階躍響應(yīng)的超調(diào)量下降明顯，甚至消失，基本抑制了極限環(huán)振蕩現(xiàn)象的出現(xiàn)，補(bǔ)償效果明顯。
　　設(shè)計(jì)了反饋通道間隙對電液位置伺服系統(tǒng)影響實(shí)驗(yàn)研究方案，從 PLC的循環(huán)掃描時(shí)間和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法角度驗(yàn)證