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电液伺服静动复合加载系统设计及控制优化
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  • 英文篇名:Design and Control Optimization of Electro-Hydraulic Servo Static and Dynamic Combined Loading System
  • 作者:张建卓 ; 张佳林 ; 王洁 ; 张一
  • 英文作者:ZHANG Jianzhuo;ZHANG Jialin;WANG Jie;ZHANG Yi;College of Mechanical Engineering, Liaoning Technical University;School of Mechanical Engineering and Automation, Northeastern University;
  • 关键词:电液伺服 ; 静动复合加载 ; 最优控制 ; 线性二次型 ; 输出跟踪 ; 试验
  • 英文关键词:static and dynamic combined loading;;optimal control;;linear quadratic;;output tracking
  • 中文刊名:JSYY
  • 英文刊名:Machine Design & Research
  • 机构:辽宁工程技术大学机械工程学院;东北大学机械工程与自动化学院;
  • 出版日期:2019-06-20
  • 出版单位:机械设计与研究
  • 年:2019
  • 期:v.35;No.181
  • 基金:国家自然科学基金资助项目(51574140)
  • 语种:中文;
  • 页:JSYY201903042
  • 页数:6
  • CN:03
  • ISSN:31-1382/TH
  • 分类号:181-185+191
摘要
针对电液伺服静动复合加载机构静载和动载独立加载的特点,简化电液伺服静动复合加载系统为一输入一输出的五阶系统,建立了系统的数学模型。基于经典控制理论确定系统参数,并采用线性二次型最优控制理论以输出值精确跟综理想输入信号为性能指标,对系统的控制方法进行优化,获得最优状态调节器和前馈控制器。通过MATLAB/SIMULINK仿真及试验分别对最优控制理论应用前后系统的闭环频率特性及对正弦波和矩形波的跟踪能力进行对比分析,结果表明,应用最优控制理论的系统频宽更高,对动态信号的跟踪能力更好,控制精度提高明显。
        According to the characteristics of static load and dynamic load of electro-hydraulic servo combined loading mechanism, the system is simplified as a five order system of one input and one output, and the linearized mathematical model of the system is established. The system parameters are determined based on the classical control theory. With the output value accurately followed by the expected input signal as the performance index, the linear quadric optimal control theory is used to optimize the control method of the system, and the optimal state regulator and feedforward controller are obtained. The close-loop frequency characteristics of the system before and after the application of the optimal control theory and the tracking ability of the dynamic signals, such as sinusoidal and rectangular waves, are compared and analyzed through MATLAB/SIMULINK and experiment. The results show that the application of optimal control theory has higher system bandwidth, better tracking ability for dynamic signals and higher control accuracy.
引文
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