双变量一体化电动静液作动器控制系统研究

admin · 发表于 2022-9-30 18:41:50

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电动静液作动器是一种研究比较深入的新型功率电传作动器。根据泵输出流量的调节方式，可以将电动静液作动器分为以下三种：变排量定转速型、定排量变转速型和变排量变转速型。其中变排量变转速型电动静液作动器又可称为双变量电动静液作动器。由于双变量电动静液作动器比前两者多一个控制变量，其可以结合前两者的优点，实现系统快速性和功率损耗的优化。但是由于双变量电动静液作动器系统是一个含有相乘非线性环节的双输入单输出系统，采用传统的基于线性系统的控制方法很难达到满意的控制效果，因此对双变量电动静液作动器控制系统的研究很有必要。本课题对双变量电动静液作动器控制系统进行了比较深入的探讨。主要工作内容如下：本文首先对双变量电动静液作动器系统结构进行了分析，并对系统进行了较为精确的建模。特别是对于泵旋转时作用在斜盘摆角调节电机轴上的负载转矩，进行了公式推导和计算。其次针对该系统双输入单输出和含相乘非线性环节的特点，并考虑到嵌入式控制器的运算能力，本文提出了基于反馈线性化理论和最优控制方法的控制算法，系统最终控制律只包含对系统状态变量的简单代数运算。通过Matlab和AMESim的联合仿真，控制算法的有效性得到了验证。仿真结果表明该算法可以在一定程度上抑制负载冲击对系统的影响，并且通过调整系统控制律中泵稳态转速值和排量转速的分配值，在满足对系统快速性要求的基础上，可以减少系统的功率损耗。根据系统对控制器的要求，本文还进行了双变量电动静液作动器硬件电路的设计。在设计过程中，充分考虑各电路板之间以及控制器和外部传感器间的信号干扰题目，进行了相应的电气隔离。同时，通过仿真分析了电机制动时整流侧滤波电容上的泵升电压对系统的影响，并设计了减少泵升电压的电路。最后，本文对实际系统中两个电机的控制算法进行了实验验证，并对双变量一体化电动静液作动器位置伺服控制系统进行了实验验证。

双变量一体化电动静液作动器控制系统研究

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