以浙江大学研制的智能钢管捆成形系统为背景,针对电液提升系统的双缸同步运动问题,提出一种两级非线性控制算法。该控制器的外环级采用一个线性多输入多输出的鲁棒控制器,用于获得双缸运动同步控制所需的各缸期望负载压力;内环级采用两个基于扰动估计观测的单输入单输出液压缸非线性压力控制器,用于在有扰动情况下实现对每个提升缸期望负载压力的精确跟踪控制。实际的控制运行结果表明,该控制策略优于常规的PID控制,可以有效地实现双缸运动同步控制。

旋扣控制是连续循环系统的关键技术。由于在高压腔内进行上卸扣操作,无法直接进行观察,并且还存在钻井液上顶力等外载荷作用,因此控制难度较大。通过分析连续循环系统上卸扣操作步骤,提出旋扣操作的关键是运动同步和载荷平衡控制,在此基础上设计了旋扣液控回路方案,并利用AMESim软件建立了仿真模型。仿真分析结果表明,设计的旋扣液控回路可使动力钳处于上下浮动状态,有利于将螺纹上的轴向载荷限制在合理范围内,能够满足连续循环系统旋扣控制要求。

为了提高双缸液压驱动提升系统实际运行中的鲁棒稳定性和动静态性能，提出一种基于降维观测器的鲁棒输出反馈同步控制方案。该控制器是针对液压缸速度不易测量和实际系统的完整非线性动态模型存在参数不确定性及外部干扰的情况而设计的，并且为了提高两缸的同步性，同步控制设计中引入两活塞位置同步误差的积分作为系统的附加状态。所设计的控制器理论上保证了无速度传感器的提升系统即使在非线性外界扰动和参数不确定的影响下，液压活塞的位置、速度误差和同步误差仍均能渐近收敛到零。仿真研究结果也验证了所提出的控制方法的有效性。

针对大型液压起重机和液压举升装置中多液压缸协同负载动作的运动同步问题，结合新型液压举升装置和铁路救援起重机设计，提出从液压回路上保证液压缸同步的多种措施，并采用综合评判方法对这些措施在保证液压缸运动同步方面的作用和相互影响进行了比较，分析，明确指出应用这些措施合理，可靠的主要途径。