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太原理工大学
硕士学位论文
基于滑模变控制理论的电液位置伺服控制方法研究
姓名:马亚丽
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:程珩
20100501
太原理工大学硕士研究生学位论文
基于滑模变控制理论的电液位置伺服控制方法研究



摘要


电液伺服控制系统是液压领域的重要分支,也是控制技术的重要组成部分。
近年来,越来越受到尤其是军事、航空等重要科技部门的重视,如何满足现代
化科技对于液压伺服控制越来越高的技术要求,仿真分析无疑是最行之有效的
方法。
由于实际生产中,电液伺服系统的工作环境复杂、本身参数易变动、外界
存在不确定因素扰动可能性大等内外因素使得电液伺服控制系统成为典型的非
线性控制系统。应用传统 PID 控制器对于这种控制系统往往达不到控制精度和
响应速度等方面的要求。为了克服这种不利因素对于电液伺服控制系统的影响,
越来越多的学者开始关注对控制器的研究。其中滑模变控制算法具有与控制对
象的参数变化及外界扰动无关的特点,这就使得滑模变控制策略具有快速响应、
对控制系统参数变化及外部干扰变化不灵敏、无需系统在线辨识、物理实现简
单等优点,而越来越受到各国学者的广泛重视,并设计出多种滑模控制器如自
适应滑模控制器、神经滑模控制器等来满足不同控制系统的要求。鉴于此,本
论文将开展滑模变控制策略的算法研究,将其应用于电液伺服位置控制中,并
利用仿真实验结果来分析该控制策略的可行性、有效性。
本论文以阀控液压缸位置伺服系统为研究对象,针对液压伺服控制的工作
原理,建立起相应的数学模型。在 Matlab/Simulink 软件平台下,将其数学模型
用相对应的模块进行搭建,分别采用传统 PID 控制策略、指数趋近率控制策略
太原理工大学硕士研究生学位论文
及幂次趋近率控制策略对系统无负载、无扰动理想环境下和系统外加扰动下进
行离线的仿真实验研究,从理论上验证滑模变控制算法对于液压伺服位置控制
系统可行性。
由于 Matlab/Simulink 平台提供的是数学模型的仿真,其结果往往与实际有
偏差,利用 AMESim 软件中的液压库元件搭建液压伺服位置控制系统的物理模
型,进行 AMESim/Simulink 控制系统联合仿真,在施加外干扰力的情况下对系
统的控制结果进行分析,验证滑模变控制策略的强鲁棒性。
最后,在半实物仿真平台 dSPACE 上进行试验验证,进一步验证了本论文
研究的滑模控制策略算法在液压伺服位置控制中的正确性与可行性。

关键词:电液位置伺服,滑模控制,趋近率,联合仿真,半实物仿真试验









、
太原理工大学硕士研究生学位论文
STUDY ON THE METHOD OF ELECTEO-
HYDRAULIC SERVO CONTROL BASED ON
SLIDLING MODE CONTROL THEORY



ABSTRACT


Electro-hydraulic servo control system is an important branch of hydraulic field,
and an ponent of control technology. In recent years, electro-hydraulic
servo control system has been paid more and more attention, especially in the military,
aviation and other important scientific and technical sectors. Simulation analysis is
undoubtedly the most effective method to meet the increasing technical requirements
of modern science and technology on hydraulic servo control.
In the actual production, electro-hydraulic servo system working environment is
complex, its parameters are easy to change and the uncertainties of external