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定量反馈理论在双液压作动器同步控制器设计中应用
王海军
(
神华神东煤炭集团有限责任公司
,
陕西 榆林
719
300)
摘 要
:
以定量反馈理论为基础
,
对双液压作动
器同步拖动系统的同步控制器设计进行了研究
。
即以双作动器的系统模板为研究对象
,
使用定量反馈理论方法和多数入多输出稳定性条件设计两
作动器的前向控制器
、
交叉耦合控制器和前馈控制器
。
通过实验结果
,
验证了所设计控制器的有效
性
。
关键词
:
定量反馈理论
;
双作动器拖动
;
交叉耦合同步控制器
中图分类号
: TM571. 4
文献标识码
: A
文章编号
:1001 - 0874( 2015) 01 - 0068 - 05
Application of Quantitative Feedback Theory on Synchronization
Controller Design of Dual Actuators Driven System
Wang Haijun
( Shenhua Shendong Coal Group Co. ,Ltd. ,YuLin 719300,China)
Abstract: Investigates the cross-coupled synchronization controller design on the basis of quantitative feedback
theory ( QFT) . During the design process,frequency characteristic sets of two motors are used as the system plant.
Then,forward controller and coupled controller are designed through QFT ( quantitative feedback theory) SISO
( single-input single-output) and MIMO ( multiple-input multiple-output ) design methods. Additionally,feed-
forward controller is also utilized. Experiment results validate effects of the designed controllers.
Keywords: quantitative feedback theory; dual actuators driven; cross-coupled synchronization controller
0
引
言
在工程机械
、
锻
压
、
铸造设备
、
大型材料试验设
备等大功率应用场合
,
为了使设备负载对称
、
减小液
压作动元件尺寸
、
增强结构刚度
,
通常采用双液压作
动器同步拖动技术
。
同步拖动的两个液压作动器受
制造误差
,
安装误差和元件及密封圈磨损老化等因
素影响
,
会导致两作动器输出不同步
,
结构扭转变
形
,
两作动器之间产生位置耦合和负载耦合
,
降低固
有频率和响应速度
。
目前
,
国内外对多液压执行机
构同步控制研究主要集中在同步控制策略方面
。
文
献
[1、2、3]
设计了解耦控制器
,
以减小因多液压执
行机构通道之间的耦合而引起的不同步
。
由于神经
网络和模糊控制方法能很好地克服系统的非线性
,
故被广泛地应用于双液压作动器同步拖动的同步控
制和干扰抑制
[4-6]
。
另外
,
为了从整体上考虑多通道
电液伺服系
统的同步性能
,
文献
[7、8]
还分别使用
了多输入
、
多输出
( MIMO) H
∞
和
QFT
方法来设计
同步控制器
。
本文以定量反馈理论为基础
,
对双液压作动器
同步系统的交叉耦合式同步控制器设计进行了研
究
。
1
系统模型描述
1. 1
交叉耦合式同步系统
双液压作动器交叉耦合式同步控制系统框图如
图
1
所示
。
图中
,r( s)
为输入向量
,e ( s)
为误差向
量
; G( s)
前向控制器矩阵
; G
f
( s)
为前馈控制器矩
阵
; v( s)
为
G( s)
与
G
f
( s)
控制器输出向量
; W( s)
为
耦合控制器矩
阵
; n ( s)
为耦合控制器输出向量
; u
( s)
为控制器总输出向量
; P( s)
为双作动器传递函
数矩阵
;
θ
( s)
为系统输出向量
。
它们分别对应于
:
r( s) =
r
1
( s)
r
2
( s
( )
)
, e( s) =
e
1
( s)
e
2
( s
( )
)
,
·86·
煤 矿 机 电
2015
年第
1
期
DOI:10.16545/j.cnki.cmet.2015.01.035
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