[發明專利]電液力伺服系統靈敏度分析

在審

• 申請號: 201910409961.0
• 申請日: 2019-05-17
• 公開（公告）號: CN110110470A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 韓桂華;趙玉秀;陳德裕
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F17/11;G06F17/15;G06F17/16
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電液力伺服系統靈敏度分析。本發明涉及一種電液力伺服系統矩陣靈敏度函數的計算方法，本發明考慮到基于電液力伺服系統非線性和魯棒性，推導電液力伺服系統的數學模型，根據數學模型推導出相應的電液力伺服的靈敏度計算公式，確定出系統中各個參數對系統輸出性能的影響。

技術領域

本發明屬于電液力伺服系統技術領域，涉及電液力伺服系統的靈敏度方程的推導。

背景技術

電液力伺服系統作為最基礎的電液伺服控制，目前廣泛應用于各個領域，對力實現高精度的控制非常必要。但是，液壓伺服系統輸出精確力是液壓系統的難點，輸出力控制系統本身穩定裕度小，輸出力變化快的特點極大的限制了控制系統的增益，而且電液力伺服系統輸出力對系統參數變化比較敏感，并且對于外界干擾也會受影響，各種不同的因素存在致使電液力伺服系統動作相應慢，震顫非常厲害，跟蹤精度低，遠遠不能滿足電液力伺服系統輸出驅動力的要求。因此，針對電液力伺服系統的輸出驅動力進行參數靈敏度研究就提上日程，將矩陣靈敏度分析理論引入到電液力伺服系統中，了解一下系統各參數靈敏度對系統的影響。

矩陣靈敏度作為電液力伺服系統安全分析中的有效工具，是通過研究系統的動態響應對某些參數的靈敏度，來定量分析這些因素對動態品質的影響，由于高集成閥控缸液壓系統的數學模型中含有非線性因素，使得系統微分方程輸出靈敏度和基于系統傳遞函數的特征根靈敏度法的適用性變差，而矩陣靈敏度分析能解決這個問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題考慮到電液力伺服系統的復雜性、非線性、參數、時變性因素，建立基于系統的狀態空間描述矩陣靈敏度分析法，分析系統中影響電液力伺服系統性能的工作參數,推導出電液力伺服系統的矩陣靈敏度方程。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:電液力伺服系矩陣靈敏度分析方法，包含以下設計步驟：

步驟1、建立電液力伺服系統的數學模型；

步驟2、步驟1-1建立力伺服系統的滑閥流量方程(1)，流量連續性方程(2),力平衡方程(3)：

q_L＝K_qx_v-K_cP_L (1)

公式(1)、(2)、(3)中：q_L負載流量，K_q流量增益，K_c流量-壓力增益，A_p液壓缸活塞有效面積，x_p活塞位移，C_tp總泄露系數，V_t液壓缸體積，β_e有效體積彈性模量，P_L負載力，m_t活塞及負載折算到活塞的總質量，B_p活塞及負載的粘性阻尼系數，K負載彈簧剛度。

步驟1-2伺服閥流量方程及輸出力的方程：

公式(4)中：式中式中P比例系數，I積分系數，D微分系數，K_ce壓力-流量增益，β_e有效體積彈性模量，V_t液壓缸體積，K_a放大系數，K_q流量增益，F_p輸出驅動力，A_p有效面積，m_t負載質量，B_p阻尼系數，K彈簧剛度，Q伺服閥的流量，K_s伺服閥流量增益，ω_s伺服閥固有頻率，ξ_s伺服閥阻尼比，I電流信號，U_r輸入電壓；K_F力傳感器系數。

步驟3、建立矩陣靈敏度方程的基本方程：