位置伺服系统建模参考1

3.4电液位置伺服系统建模

电液位置伺服系统是生产实践中最常用的一种液压伺服系统，应用极其广泛，比如液压agc板厚和板带跑偏对中控制系统、飞行器和船舶等的舵机控制系统、雷达和火炮的跟踪控制系统，以及本文主要研究的液压试验机等。电液伺服系统按动力元件的控制方式可以分为阀控伺服系统和泵控伺服系统，本文中主要研究伺服阀控液压缸式电液伺服位置系统；一个典型的电液伺服位置系统如图3-13所示，主要由指令装置（控制器）、信号放大装置（包括伺服放大器、伺服阀）、执行装置（液压缸）、反馈测量装置（位置传感器）这四部分组成。电液伺服系统是典型的非线性系统，其时变参数多、工作范围宽、难以精确建模，对系统的稳定性、动态特性产生严重的影响，尤其是受负载特性变化的影响时其精度难以准确控制。

图3-13电液位置伺服系统示意图

fig.3-13schematicdiagramofelectro-hydraulicpositionservosystem

应用遗传寻优学习算法的神经网络对伺服阀控液压缸系统的逆系统建模，其辨识精度高，组成的伪线性系统线性程度高，从而构成的神经网络逆控制系统性能更加优良。本章下文将以图3-11所示神经网络复合并逆控制控制策略为指导，首先设计基于遗传算法的神经网络逆系统，并联反馈误差积分器构成神经网络复合并逆控制系统实现电液伺服位置控制系统的仿真研究，则首先必须对被控系统各元件进行数学建模。

3.4.1伺服阀建模

电液伺服阀不仅是电液转换元件，还是功率放大元件；它能够将输入的微弱电信号转换为大功率的液压信号（流量和压力）输出。电液伺服阀本体为复杂的闭环系统，具有高度的非线性特点，输出流量ql的线性化方程为[58]：

kp（3-13）l。svo。clqsvo。ksvic（3-14）

式中ql——负载流量，m3/s——伺服阀的空载流量，m3/s

qsvoi——输入电流信号，aksv——伺服阀的流量增益，m3/（s.a）

kc——伺服阀的流量压力系数，m3/（s.pa）pl——负载压力，pa

通常，当液压执行机构的固有频率低于50hz时，伺服阀的动态特性可用一阶环节表示[59]，即：示[59]，即：

qsvoksv（3-15）。sic1。。sv液压执行机构的固有频率高于50hz时，可用二阶环节表示，即：

qsvo。2sic。2sv式中。svksv（3-16）

2。。svs。1。sv——伺服阀的相频宽，rad/s——伺服阀的阻尼比

。sv3.4.2伺服阀控缸建模