加载系统模糊控制器的设计先导式比例溢流阀的传递函数本文采用的比例溢流阀是先导式比例溢流阀,在将比例放大器、比例电磁铁、先导阀等看成比例环节并忽略一些微小量的影响,先导式比例溢流阀的传递函数。则双比例溢流阀不平衡力矩加载系统的传递函数。双比例溢流阀不平衡力矩加载系统的传递函数框图对于比例溢流阀,其本身固有的死区比较大(为额定值的20%左右),且滞环也较大(01%左右),加之对于任意2个比例溢流阀其特性相差较大,因此对这种存在严重模型不确定性和严重非线性的控制系统,显然采用传统的PID控制器来保证加载系统的静、动态性能是很困难的。而模糊控制由于不依赖于被控对象的模型,是一种解决严重模型不确定性和严重非线性控制系统的有效方法,因此本文采用自校正模糊控制器,以保证系统的动静态性能。
自校正模糊控制器的设计本文模糊控制器采用二维自校正模糊控制器,其控制结构图如所示,其中k1,k2为模糊控制器输入偏差与偏差变化率的模糊化因子,k3为控制量模糊决策因子,与为可调因子。模糊控制推理本文模糊控制推理,按常规的二维模糊控制的模糊规则推理,这里不在赘述,其模糊控制量U查询。
实验研究本文针对前述的加载系统,根据第2节所述设计方法,设计了自校正模糊控制器。通过仿真,初步确定了k1、k2和k3,并且通过寻优,确定了初步的与的*优值,之后通过调试,使系统达到了较为理想的结果,部分实验结果如7所示。设计了自校正模糊控制器,通过仿真和实验表明,所设计的控制器不但有效地克服了每一个比例溢流阀存在的严重非线性,同时有效地解决了2个液压比例溢流阀性能不对称带来的影响,使得液压加载系统具有较好的静动态性能,达到了技术要求。
结论通过数学模型的建立和仿真,得到电液控制阀先导阀在开启和关闭过程中的位移、压力、流量和液动力等参数的变化规律,了解这些规律对分析其工作状态、各参数之间的定性和定量关系有指导意义。对先导阀的仿真方法具有一定的通用性,有利于元件的结构优化,提高产品性能,为其它液压元件的动态设计提供借鉴。