矿用不确定性电液系统的预测控制

张志忠

（大运华盛老窑沟煤业有限公司，山西 宁武 036700）

引言

电液系统以其响应速度快、功率重量比大以及能够提供大的源动力[1-2]等优点被广泛应用于工业生产和工业制造，包括重型机械和航空航天飞行控制执行器。然而，电液系统中各性能参数存在许多非线性问题，如伺服阀流量与压力之间的非线性关系、负载与导轨之间的非线性摩擦等。这些非线性问题给高性能控制器的设计带来了较大困难。电液系统还具有参数不确定性，例如液压油的有效体积模量会因油温和夹带空气的波动而变化，而参数的变化会对跟踪精度产生很大的扰动[3]。就电液系统的这种不确定性，已有很多研究，例如：采用反步自适应模糊滑模控制器来消除电液系统中的抖振和减小参数不确定性[4]；将摩擦和负载视为电液系统中的外部干扰，提出了一种滑模变结构控制方法，使采矿机械臂精确跟踪所需位置；自适应积分控制器的提出将未建模非线性摩擦和负载变化等外部干扰作为建模参数，以便惯性负载由一套液压旋转执行机构可以跟踪运动轨迹[5]；利用Nussbaum 函数计算伺服阀的控制电压，为具有参数不确定性和负载扰动的电液执行器设计饱和自适应控制器跟踪位置[6]。本文的目标是设计一种低成本、尽可能接近目标轨迹的电液控制系统。

1 PDV 调节电液系统模型

单杆电液系统原理图如图1 所示。由电动机驱动泵将油从油箱中抽出之后，油通过止回阀流入PDV。……