[发明专利]基于自适应鲁棒控制的比例减压阀滞环补偿装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于自适应鲁棒控制的比例减压阀滞环补偿装置，包括滞环补偿装置和比例减压阀(12)，所述比例减压阀(12)通过定量泵(13)提供油液，所述比例减压阀(12)的输出压力信号用来控制比例减压阀负载(14)；所述滞环补偿装置由压力传感器(1)、低通滤波器(2)、模拟量采集单元(3)、参考压力信号生成器(4)、比较器(5)、调节函数生成器(6)、调节函数投影器(7)、系统参数估计器(8)、控制信号生成器(9)、模拟量输出单元(10)、比例放大板(11)构成组合。

技术领域

本发明涉及比例减压阀滞环补偿技术领域，特别是涉及一种基于自适应鲁棒控制的比例减压阀滞环补偿装置及方法。

背景技术

比例减压阀作为一种常用的压力控制阀，在液压控制技术领域起着重要的作用。对于理想的比例减压阀，其输出压力和输入的控制电流成正比。在实际中，由于比例减压阀中的核心元件比例电磁铁中滞环现象的存在，使得比例减压阀的输出压力会存在滞环，进而影响其控制性能。因此如何对比例减压阀的滞环进行有效补偿，就成为了一个亟待解决的问题。

专利号201010157508.4的发明专利提出了一种通过在数字阀的控制信号中叠加颤振信号来减小滞环对数字阀性能影响的补偿方法，该方法指出：颤振幅值越大，补偿效果越好。但在实际中，颤振幅值过大可能会影响阀工作的稳定性，造成阀抖动甚至控制压力不稳定。此外，颤振幅值过大会使得阀芯磨损加剧，缩短阀的工作寿命。

专利号200920178208.7的实用新型专利提出了一种利用溢流阀出口压力作为反馈信号，通过PID运算来对比例溢流阀的滞环进行补偿的方法。滞环现象在本质上是由一种非常复杂的非线性引起的，适用于线性时不变系统的PID控制策略并不能有效地消除滞环对阀的控制性能带来的影响，因此需要更加先进的非线性控制策略来对比例阀的滞环进行有效补偿。

自适应鲁棒控制作为一种先进的非线性控制方法，适用于系统存在参数不确定性、模型不确定性以及外干扰情况下系统的控制，具有系统响应快，控制精度高的特点，因此，可将自适应鲁棒控制用来对比例减压阀的滞环进行有效的补偿。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的基于自适应鲁棒控制的比例减压阀滞环补偿装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于自适应鲁棒控制的比例减压阀滞环补偿装置，包括滞环补偿装置和比例减压阀，所述比例减压阀通过定量泵提供油液，所述比例减压阀的输出压力信号用来控制比例减压阀负载；所述滞环补偿装置包括压力传感器、低通滤波器、模拟量采集单元、参考压力信号生成器、比较器、调节函数生成器、调节函数投影器、系统参数估计器、控制信号生成器、模拟量输出单元、比例放大板；所述压力传感器采集比例减压阀的输出压力，依次通过低通滤波器和模拟量采集单元得到压力信号；所述参考压力信号生成器产生参考压力信号和参考压力信号对时间的微分信号；所述比较器获取压力信号和参考压力信号，进行比较后获得跟踪误差；所述系统参数估计器产生系统参数估计值、系统参数上下界、外干扰以及建模误差的估计误差的上界；所述压力信号、跟踪误差、参考压力信号对时间的微分信号、系统参数上下界、系统参数估计值、外干扰以及建模误差的估计误差的上界传递给控制信号生成器，生成控制信号；所述控制信号依次通过模拟量输出单元、比例放大板控制比例减压阀的输出压力；所述控制信号、系统参数估计值、跟踪误差、压力信号被传递给调节函数生成器生成系统参数调节函数；所述系统参数调节函数经调节函数投影器估计出系统参数变化量；所述系统参数估计器产生系统参数上下界、外干扰以及建模误差的估计误差的上界，并接收系统参数变化量来实时更新系统参数估计值。