超越负载下基于李雅普诺夫直接法的电液位置伺服系统研究

摘要

针对电液位置伺服系统在超越负载作用下,液压缸活塞被迫运动并出现强迫流量的问题,对系统数学模型和强迫流量表达式进行了分析.基于系统的误差状态方程,采用Lyapunov直接法构造了一种形式简单的Lyapunov函数,通过Lyapunov直接法的反演方式对系统渐近稳定条件进行了求解,对求取控制律的一般性方法进行了归纳;借助一典型电液系统参数,依据Lyapunov直接法所得到的控制率,提出了包含前向通道串联微分控制补偿器和与动力机构并联的带可调液阻机液补偿器的复合控制策略,并利用Simulink软件对该典型电液系统进行了数值仿真分析.研究结果表明:在超越负载工况下,在保证系统稳定性的同时,所设计的控制器能按照位移指令信号实现正常的运行控制任务,并且在外负载力正负交变的条件下其稳态误差小于0.183％,调整时间小于0.02s.