针对变量柱塞泵传统控制方法难以实现快速性、稳定性、鲁棒性的兼顾,也不能估计并利用泵的状态参数进行全生命周期内的性能优化等问题,提出了一种基于状态观测器的变量柱塞泵流量LQ最优控制(Linear Quadratic Optimal Control)方法,在改善泵控制性能的同时实现了泵不可测状态参数的在线估计。以A4VSO40柱塞泵为例,建立了变量柱塞泵的数学模型,以状态误差和控制输入的二次型约束为性能指标,设计了变量柱塞泵流量的LQ最优控制器,针对实际中因测量条件或成本限制难以测得全部状态参数以及测量噪声等问题,设计并引入了卡尔曼滤波状态观测器。仿真结果表明,所提出的基于状态观测器的LQ最优控制方法不仅可以实现状态参数的估计、减小噪声对状态参数估计的影响,而且相较于PID控制和LQ最优控制,流量阶跃响应的超调量分别下降了24%和5%,验证了所提控制...

针对链传动系统结构复杂以及刮板链张力分布分析困难的问题,基于状态观测器设计研究了刮板链的张力分布特性。利用Adams仿真软件构建刮板输送机的链传动虚拟样机模型,并基于有限元分析法建立了链传动系统的离散化数学模型,通过设计状态观测器实现对刮板链张力分布的估算,为刮板输送机的运行状态评估提供了有效依据。

为了提高双离合自动变速器(DCT)在各种干扰条件下对期望液压的跟踪精度,提出了一种基于状态观测器的滑模鲁棒控制方法。首先将DCT的工作过程分为空程和滑磨两个阶段进行分析,并分别建立数学模型,然后通过设计自适应律估计出DCT不确定性,并设计了状态观测器来估计DCT活塞位移,最后提出空程和滑磨阶段的滑模鲁棒控制律,实现对DCT液压的精确控制。实验结果表明:设计的方法较模糊PID控制具有更优的性能,液压最大跟踪误差仅为10kPa,同时设计的自适应律能够快速和准确地估计出不确定性,最大估计误差仅为1kPa/s,设计的状态观测器也能够准确估计出活塞位移,最大估计误差仅为0.3×10-3m,大幅提高了DCT液压的控制精度。

提出了一种自适应鲁棒控制器设计新方法,并运用在阀控缸电液位置伺服系统中.首先,将含有确定、不确定、已知、未知、线性和非线性项的电液伺服系统进行完整地数学建模,以状态空间的形式表出.然后利用本文所提的新方法设计自适应鲁棒控制器和相应的自适应律来处理所建模型中的各项元素.该控制器通过设计一个带有虚拟控制量的控制状态空间表达式并结合状态观测器来获得.设计合适的虚拟控制量,可在任意给定条件下,使所有的系统状态都收敛到所设计的理想状态.接着设计李亚普诺夫函数来证明闭环系统的稳定性.最后建立硬件实验平台与经典自适应鲁棒控制方法进行对比实验验证此自适应鲁棒控制器设计新方法的有效性和优势.

对液压位置饲服系统进性了建模,并且采用最优控制理论使误差和控制能消耗最小。在反馈方式上不采用传统状态反馈方式,而采用液压系统固有的压力、伺服阀阀芯位移、位置传感器等信号进行反馈,从而不用构造状态观测器,简单、可行性好。和古典控制理论相比有误差小,响应快,控制能耗小等优点。

永磁直驱伺服系统由于摩擦和扰动的存在,无法满足系统准确性和稳定性的要求。基于此,提出采用自适应摩擦估计方法实现对系统中摩擦力矩的观测和补偿。建立直驱伺服系统的数学模型,设计了用于摩擦估计的状态观测器模型,为获得摩擦力矩的一般表达形式,通过多项式拟合,结合观测器输出,建立新的摩擦力矩一般表达式;提出一种具有补偿反馈和比例积分反馈的控制律,通过试验验证了提出的摩擦估计模型的有效性;开展了弦信号和方波信号下的试验研究。结果表明:所设计的控制方法能够有效估计和补偿系统中摩擦力,实现转角位置的高精度跟踪。