連續性電液伺服系統位移軌跡的滑模跟蹤控制

鄭 爽, 王峻程, 武俊峰, 祝永濤

(1.黑龍江科技大學 電氣與控制工程學院, 哈爾濱 150022; 2.黑龍江龍煤雙鴨山礦業有限責任公司, 黑龍江 雙鴨山 155199)

0 引 言

閥控液壓缸系統是液壓控制系統中應用較為廣泛的一個分支,其被大量應用于國防、航天等領域[1-2]。由于液壓系統中存在液體流動,液壓閥閥口的流量系數存在一個非線性關系[3]。

液壓伺服系統是通過油流量的流動產生壓強來帶動液壓閥運動,從而推動活塞桿位移。在液壓閥運動的過程中,往往將輸入電信號與位移信號視為線性關系。閥芯在零位附近動作時便會面臨著正負間跳動的問題,閥芯的負載壓力增益也將不連續,導致整個系統在閥芯零位附近運動時產生抖振問題[4-6]。另外,液壓閥閥芯運動時,閥芯凸肩會與閥口之間產生間隙,導致通流截面積發生改變,液壓油的流態也會隨之從層流狀態改變為湍流狀態[7]。也就是說,閥芯在零位附近運動時,電信號與位移信號并不是呈線性關系[8],由于液壓缸自身的泄漏及油流特性,導致液壓缸在零位附近的壓力增益有一定的緩沖。

針對電液伺服系統在閥芯零位附近運動時產生的抖振問題,筆者根據液壓缸實際工作情況,采用雙曲正切函數擬合電液伺服系統的壓力靈敏度,根據液壓閥在零位附近工作時進行泰勒展開,確定雙曲正切函數的參量和連續性電液伺服系統方程,結合滑模控制方法,設計符合實際功率的控制器,以提高活塞桿位移跟蹤精度。……