基于鲁棒H∞控制的电液伺服系统执行器位置跟踪控制研究

摘要

为了提高电液伺服系统执行器位置跟踪精度,从而降低整个液压系统的能量消耗,采用鲁棒H∞控制方法,对位置跟踪和能量消耗进行仿真验证.给出了电液伺服阀装置简图,对阀芯的运动和流体在阀门孔内的流动进行建模,推导出控制阀、液压执行器和比例溢流阀方程式.针对传统不可控供应压力的电液伺服系统进行改进,提出了一种可控供应压力的电液伺服系统结构.为了节约能量消耗,设计出6种工作模式,以提高电液伺服系统的效率.针对每种工作模式设计鲁棒H∞控制器,给出了控制器的切换规则.采用Matlab软件对电液伺服系统执行器位置跟踪和能量消耗进行仿真,与改进前进行对比.结果显示:采用改进前电液伺服系统,执行器运动位置跟踪误差较大,能量消耗较多;采用改进后电液伺服系统,执行器运动位置跟踪误差较小,能量消耗较少.采用可控供应压力的电液伺服系统,执行器不仅可以降低运动位置跟踪误差,而且通过切换工作模式可降低能量消耗.