基于四开关阀错时调制的气动位置控制系统研究

简介

为了解决高速开关阀自身存在的开关死区问题，提出了一种通过优化配置四个高速开关阀开关时机实现气动位置伺服控制的策略。该策略将充放气阀同时打开一段时间，并调节充放气阀关闭的时间差来调控腔内气压，这种策略避免了开关阀的半闭合状态，从而将位置控制的死区大幅减少。在此基础上，采用滑模控制器代替传统的PID控制器，解决气动系统存在的强非线性难以控制的问题。针对气动位置控制系统搭建了一个解析模型，通过仿真验证了错时调制策略的优越性。搭建了实物试验平台，开展了实物试验。结果表明，在采用该控制策略后，能够实现准确无超调且稳态误差低于0.5%的阶跃位置控制，并能够较好地跟踪上0.2Hz正弦指令信号。