双液压缸同步运动电液压升降系统[外文翻译].doc

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双液压缸同步运动电液压升降系统

摘要：本文针对双（液压缸）液压升降系统的同步运动问题，提出了一种非线性控制算法。通过两步来实现这个算法，应用线性多输入-多输出（MIMO）鲁棒控制技术来设计一个外环同步运动控制器。为每个升降液压缸设计一个非线性单输入-单输出（SISO）基于扰动观测和压力驱动控制器作为内环控制器来解决电液压执行器的非线性问题。试验结果证明了以上方法有效。
关键词：电液压控制 运动同步 非线性控制 鲁棒控制

1绪论
在多个线性液压执行器同时驱动 以及在有液压驱动的重型设备的领域里，比如起重设备和轧钢厂，对多个受载液压执行器的同步操作对其性能有着重要的影响。这个问题是多液压驱动升降系统中最突出的问题。由于负载的不平衡和多液压回路以及其组件的内在差异，在开环运行中，各线性执行机构的升起距离可能会不同。尤其是当开环系统不稳定时，这种升起距离将增加，并最终将导致负载倾覆。
解决多液压执行器同步问题的方法有三种。最简单的方法是设计一个流量分配回路，使进入各液压缸的流量相同来保证液压缸有相同的速度，流量分配器的性能、工作液体的压缩性以及液压元件的密封性决定了这种同步方法的性能。另外一个方法是通过使几个液压执行器连接机械的连接在一起，但机械连接同步的缺点是这种方法增加了系统的结构复杂性并且限制了设备的运行范围。而与纯粹的液压和机械同步的方法相比，电液同步提供了一种更灵活的选择。利用电液同步控制策略可以有效解决液压系统不均衡载荷、运动不确定性以及外部的干扰等问题。
1994年，霍根和布诺 研究不均衡载荷下液压缸同步的问题。他们的结果指出，独立的控制每个液压缸在实现不均衡载荷下液压缸同步是必须的。但是，如何增加每个液压缸的控制柔性以改善同步性能，霍根和布诺并没有详细的说明其控制算法。熊等人 提出了一种模型参考自适应控制算法加交叉耦合控制器 来改善液压系统的同步性能并试图处理其参数变化的问题。邱 制定的多运动轴同步的几何框架以及其建议的三种不同方法，明确的解决了运动同步问题。
在本文中，我们考虑如何使双液压缸在联合驱动一个0-9000磅之间的未知负载时，双液压缸同步的问题。用两个伺服系统独立的控制两个液压缸，液压回路图如图1所示。并采用了两步非线性运动同步控制的方法：首先通过线性多输入-