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近代液压控制作者:王占林,分类:文学 人气: 装帧:平装 / 32开 / 330页 / 0字 ISBN(10位/13位):7111055705 出版:机械工业出版社于2008-12- 5出版 定价:¥24元 标签(Tags): 收藏人数： |
| 简介: |
| 本书采用近代控制的方法对液压伺服控制系统进行了论述。 全书共分八章，分别论述了液压控制的发展，应用近代控制策略 的概况，优化设计的理论与方法，自适应控制，负载变化干扰的 补偿，液压复合控制，差动缸系统，液压余度伺服系统，液压非 连续系统控制（包括Bang－Bang控制、变结构控制、模糊控制、脉 冲宽度调节与脉冲编码控制，以及各种包括神经源网络控制的近 代方法复合控制）等。内容新颖，注重工程实际。 本书可供从事液压技术、自动控制、机械工程及机电一体化 等专业的工程技术人员参考。也可作为研究生的教材。 |
| 目录: |
| 目 录 前言 第1章 绪 论 11液压伺服控制的应用与发展 12液压伺服控制仍保持其有利的竞争地位 13近代液压伺服控制的特点 14近代控制策略在液压伺服控制的应用概况 1.4.1PID控制 1.4.2自适应控制 1.4.3鲁棒控制 1.4.4非连续系统控制 1.4.5智能控制 参考文献 第2章 液压伺服系统的优化设计 21最优二次型控制的基本理论 2.1.1最优控制的基本内容与定义 2.1.2最优二次型的基本理论 22二次型优化理论在液压伺服系统设计上的应用 2.2.1液压伺服系统的建模 2.2.2采用二次型理论进行液压伺服系统的优化设计 2.2.3采用系数代换法进行系统的优化 23轴向柱塞泵的最优控制 2.3.1系统的建模 2.3.2利用最优理论的优化设计 2.3.3实验验证 24其他优化方法 2.4.1利用拉氏变换相似定理求优化参数 2.4.2等效开环变阶闭环控制 25状态反馈精确线性化的最优控制 2.5.1基本描述方程 2.5.2状态反馈精确线性化的优化设计原理 2.5.3应用举例 26状态反馈的实现 参考文献。 第3章 液压伺服系统的自适应控制 31自适应控制的基本概念 3.1.1自适应控制的定义 3.1.2自适应控制的分类 32以局部参数最优为基础的设计 33以Lyapnov函数为基础的设计 3.3.1改变系统参数的自适应方法 3.3.2采用信号综合的自适应方法 3.3.3简化模型法 34以POPV超稳定理论为基础的设计 3.4.1POPV超稳定理论 3.4.2POPV超稳定理论在液压伺服系统中的应用 35MRAC中模型的选取 36离散化的非最小相位系统 3.6.1离散化造成非最小相位问题的原因 3.6.2非最小相位系统的基本自适应控制方法 参考文献 第4章 负载变化的补偿 41液压伺服系统负载的非线性补偿 4.1.1动力机构负载的静态补偿 4.1.2一般系统的非线性对消补偿 42采用状态再现实现干扰的补偿 4.2.1复合控制的基本原理 4.2.2状态观测器的基本原理 4.2.3利用观测器预估干扰的复合控制 43动态鲁棒补偿法 4.3.1鲁棒补偿器的原理 4.3.2伺服系统的动态鲁棒补偿举例分析 4.3.3液压H8控制 44多变数液压伺服系统交联干扰的补偿 4.4.1耦合与解耦原理 4.4.2双通道液压机器人伺服系统交联干扰的补偿 4.4.3结构抵消法解耦与负载干扰补偿 参考文献 第5章 液压系统复合控制 51阀泵串联控制系统 5.1.1阀泵串联控制系统的结构和工作原理 5.1.2系统的数学模型 5.1.3系统的性能分析 52阀泵并联控制系统 5.2.1阀泵并联控制系统的原理 5.2.2阀泵并联式容积作动系统的动态分析 5.2.3旁路阀－泵复合控制系统 53电液复合控制系统 5.3.1电液复合调节作动系统的构成 5.3.2电液复合控制子系统的建模 5.3.3电液复合系统的建模与仿真 5.3.4电液复合控制的效率分析 参考文献 第6章 差动液压缸伺服控制 61差动液压缸的静特性分析 6.1.1速度特性分析 6.1.2液压缸的非对称对负荷曲线的影响 6.1.3压力－流量特性 6.1.4刚度分析 62速度特性的补偿 6.2.1速度反馈补偿 6.2.2压力反馈参数补偿 63差动缸伺服系统的动特性分析与补偿 第7章 液压余度控制 71余度液压伺服系统的种类与结构原理 7.1.1余度液压伺服系统的种类 7.1.2几种典型的液压余度舵机的结构原理 72余度等级、余度配置和余度管理 7.2.1余度等级的确定 7.2.2余度的配置 7.2.3余度的管理 7.2.4故障检测器阈值的选取 73余度伺服机构的建模分析 7.3.1力综合式余度伺服系统的建模 7.3.2磁通综合余度伺服系统的建模 7.3.3机械反馈式余度伺服系统的建模 74力纷争问题的分析与解决措施 7.4.1中值均衡 7.4.2均值均衡 75余度伺服机构耦合问题的研究和最优均衡解耦设计 76余度伺服机构故障检测阈值和均衡权限的选取 参考文献 第8章 非连续液压系统控制 81BangBang控制 8.1.1BangBang控制的原理 8.1.2BangBang控制的分析方法 8.1.3液压系统的Bang－Bang控制 8.1.4快速模型预测Bang－Bang控制 82液压变结构控制系统（VSCS） 8.2.1伺服系统变结构控制的原理 8.2.2变结构控制的改进 8.2.3全局鲁棒最优变结构控制 8.2.4变结构控制与Bang－Bang控制的结合 83模糊控制 8.3.1模糊控制的一般设计方法 8.3.2模糊控制与其他控制策略的结合 8.3.3模糊控制存在的问题 84脉冲宽度调节（PWM） 8.4.1PWM的工作原理 8.4.2液压PWM系统的优缺点 8.4.3PWM的理论分析 8.4.4与离散输入信号幅值成比例的PWM 85脉冲编码控制（PCM） 参考文献 |
| 内容摘要: |
| （3）液压伺服控制系统解决散热问题方便。利用液体流动把 那些由于功率损耗而产生的热量，从发生的地方带到别处，只要 在适当地方装上冷却器即可解决发热问题。自动控制系统的工况 变化较大，系统元件往往不能保证在最佳条件下工作，因而功耗 大，效率低。电气元件由于电阻损失和涡流损失等产生的热量无 法很快带走，故而限制了它的使用条件，或使它的最小尺寸受到 限制。一般电器元件的最小尺寸取决于有效磁通密度和电流密度， 而液压元件的最小尺寸只受结构和制造工艺的限制。因此这个优 点又可归结到液压元件的体积可以做得相当小，这对航空上的应 用都是非常主要的优点。特别是对大量采用复合材料的高速飞行 器能否节能和方便散热是至关重要的。 （4）液压油能兼起润滑剂的作用，从而使元件的寿命得到延 长。 除此外，液压伺服系统调速范围宽，高低速之比可达400以 上，以及固有粘滞性使其传动平稳，特别是低速有良好稳定性。国 内飞行模拟台已做到0.0004°/s的低速。液压执行机构又有直线 式与旋转式两种，故而提高了适应性，扩大了使用范围。液压能源 的射频干扰也小，能源系统即使是某些战术导弹上选用电池组—电 机泵方案而产生的射频干扰，也只有电气伺服电机的1/4～1/2。 因此，对飞机与导弹上的大功率（大于1000W）伺服，而要求 响应频带较宽（30Hz以上），体积又小重量又轻的情况下，电气类 型的伺服机构目前尚无法代替液压伺服机构。对于一些中等功率 例如500～1000W的伺服机构，比较起来也是液压方案为最佳。美 国的第三代地对空导弹“爱国者”（SAMD），曾对电动与液压式两 种方案进行过论证。根据要求，铰链力矩为510N·m（52kgf·m）， 舵的空载速度为150°/s，机构的最大输出功率为875W，开环响应 为70Hz，工作时间大于100s，有载（451N·m即46kgf·m）下速 度为100°/s，弹内安装允许空间为406mm×114mm×305mm。对 电动与液压两种方案都作了设计，结论是：“电动与液压在性能上 无法相比。液压更强有力，刚度更好，体积更小，重量更轻”。足见 液压适应的功率范围是极其宽广的。 液压伺服控制在航空与航天中用得广泛还不单是良好的性 能，很重要的原因之一是它可以用多种形式的能源系统。如油泵 可以直接由发动机带动，或燃气涡轮带动，或燃气马达带动，也 有电池组－电机泵液压能源系统，气体挤压式液压能源系统。这些 系统用于各自的特定条件下既能保证可靠地工作，又能在总体结 构重要与体积方面优于电气类型的伺服机构，从而确定了液压伺 服控制在航空与宇航应用上长期生存与有利的竞争地位。 事物都是一分为二的，液压伺服控制也存在着诸如液压油易 污染，液体流动复杂，理论上的描述不如电气成熟，以及管路传 输也不如电气方便等缺点。随着电气技术的发展，特别是高功率 密度的稀土永磁材料的发展，大功率晶体器件的发展，也许会产 生大功率的超过液压功率重量比的稀土永磁无刷电机和高性能的 功率变换装置。 1.3近代液压伺服控制的特点 近代液压伺服控制的特点需考虑：①环境和任务复杂，普遍 存在较大程度的参数变化和外负载干扰以及交联耦合的影响；② 非线性的影响，特别是阀控动力机构流量非线性的影响；③有高 的频宽要求及静动态精度的要求，需优化系统的性能；④微机控 制与数字化及离散化带来的问题；⑤如何通过“软件伺服”达到 简化系统及部件的结构。 近代液压伺服控制以上这些特点对控制策略提出了下述要 求： （1）应尽量满足系统的静、动态静度要求，严格的优化设计 使系统做到快速而无超调。 （2）对时变、外负载干扰和交联耦合以及非线性因素引起的 不定性，控制系统应呈现较强的鲁棒性。 （3）控制策略应具有较强的智能。 |
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