【技术实现步骤摘要】
一种基于双蓄能器的液压位置伺服系统控制方法
本专利技术涉及机电液伺服控制
，具体涉及一种基于双液压蓄能器的液压伺服系统节能及位置跟踪多目标控制方法。
技术介绍
由于电液伺服系统具有功率重量比大、动态响应快、压力、流量可控性好以及可柔性传送动力等突出优点，而被广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、和工程机械等领域。随着这些领域的发展和技术水平的不断进步，迫切需要高性能的电液伺服系统作为支撑。而现有的电液伺服系统往往只关注跟踪精度的高低，而忽略了其能耗效率。由于液压伺服系统往往是循环往复运动，因此如不考虑其能耗将造成巨大的能量浪费。针对电液伺服系统能耗低的问题，也有一些研究给出了一定的解决方案。采用变量泵可以在很大程度上提高系统效率，但是变量泵的响应在一定程度上制约了其在电液伺服控制领域的进一步应用。采用变压力控制可以减小压力损失，但是其无法解决大量的溢流能量损失。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种针对液压伺服系统的节能和高精度跟踪多目标问题的方法，以解决现有技术中存在的问题。为实现...
【技术保护点】
1.一种基于双蓄能器的液压位置伺服系统控制方法，系统结构包括高压蓄能器、低压蓄能器、双蓄能器切换阀和卸荷溢流阀，通过设定双蓄能器切换阀的切换规则以实现不同压力等级的蓄能器对系统供油，当蓄能器作为辅助动力源供油时，卸荷溢流阀使泵卸荷，当泵向蓄能器和液压缸供油时，卸荷溢流阀作为安全阀使用，其特征在于，包括：/n步骤1：建立基于双液压蓄能器的液压伺服系统数学模型；/n步骤2：根据期望跟踪轨迹以及系统参数的名义值计算理想的液压缸两腔压力和理想的供油压力，从而进行蓄能器参数设置；/n步骤3：设置基于理想压力的鲁棒控制器并设定切换阀和卸荷溢流阀的控制规则。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于双蓄能器的液压位置伺服系统控制方法，系统结构包括高压蓄能器、低压蓄能器、双蓄能器切换阀和卸荷溢流阀，通过设定双蓄能器切换阀的切换规则以实现不同压力等级的蓄能器对系统供油，当蓄能器作为辅助动力源供油时，卸荷溢流阀使泵卸荷，当泵向蓄能器和液压缸供油时，卸荷溢流阀作为安全阀使用，其特征在于，包括：
步骤1：建立基于双液压蓄能器的液压伺服系统数学模型；
步骤2：根据期望跟踪轨迹以及系统参数的名义值计算理想的液压缸两腔压力和理想的供油压力，从而进行蓄能器参数设置；
步骤3：设置基于理想压力的鲁棒控制器并设定切换阀和卸荷溢流阀的控制规则。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：
供油压力表示为
其中ps为供油压力，ph、pl分别为高压蓄能器和低压蓄能器的压力；
由理想气体方程推导出蓄能器的模型，即为
其中，pi,i＝h,l为蓄能器压力，n为气体指数，Vi0,i＝h,l为蓄能器容积，pi0,i＝h,l为蓄能器预充压力，Qia,i＝h,l为蓄能器流量；
蓄能器的工作容积为
式中，pi1,pi2,i＝h,l为蓄能器最大、最小工作压力，Viw,i＝h,l为蓄能器工作容积；
溢流阀的简化模型如下
其中Qr是安全阀的流量，Qp为泵的流量，Remode是能量回收模式，Idmode是空闲模式；Remode下，多余的流量完全被蓄能器吸收，因此溢流流量为零；在空闲模式下，溢流流量等于泵在系统卸载时提供的流量；
两个腔室的流量与输入信号的关系如下
其中Q1和Q2为进口腔室和出口腔室的流量，kq为伺服阀的流量增益系数，Av为阀口面积，kx为阀的增益，u为PDV输入信号，g1、g2表达式如下
其中p1和p2分别为进、出口腔压力，pt为油箱压力，ρ为油液密度；
两个腔室的压力动态可写成
其中A1和A2为气缸两腔的有效面积，Ct＝Ci+Ce为总泄漏系数，Ce和Ci分别为外泄漏系数和内泄漏系数，βe为系统的有效体积模量，xp为活塞位置；h＝2βe/Vt，其中Vt是总的变量容积；
系统的力平衡方程表示为
其中m为载荷质量，Bc为粘滞阻尼系数，k为环境刚度，FL为期望轨迹周期性引起的周期性外载荷力；FL可以用有限项的傅里叶级数拟合；
系统的状态变量向量定义为式(10)
状态变量重构为式(11)，以将系统转化为严格反馈形式，其中ac＝A2/A1；
整个系统可以表示为式(12)的状态空间形式：
其中，d1,d2表示参数的不确定性和不确定性非线性。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2包括：以表示pi,i＝1,2,s的理想值；在正向运动中，即时，理想阀口方...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟平，杜文芳，李倩，高仕恒，胡建军，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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