吴奇隆
四川理工学院
摘要：在具体的电液伺服控制系统中具有很多非线性的控制指标，同时也有一定的不确定性，而且必然受到外界的负载影响，对于具体系统来说应当具有较小的稳态误差、比较理想的快速性，因此会给整个控制系统造成一定的设计障碍，本文中在电液伺服控制系统中进行了滑模变结构控制策略的应用，对于电液伺服控制系统开展了理论分析研究，进行了相关参数的计算，可供有关部门参考。
关键词：电液伺服系统；滑模变结构控制；滑膜面；
引言
电液伺服控制系统发展的时间较短，在上世纪60年代以后才开始得到研究和发展，逐步成为了一门较为重要的应用学科，对于控制研究领域而言，电液伺服控制系统是较为关键的研究对象，其设计思路和措施始终在控制学科的引导下发展，通常电液伺服控制系统的设计思路是利用基于工作点区域的增量线性化模型开展系统的全面研究分析，而PID控制的特点是容易掌握和控制律不复杂，在工程领域得到了广泛应用。
1 电液伺服控制系统
1.1 电液伺服控制系统的构成
一般来说，电液伺服系统的主要部件包括检测设备、执行元件、放大设备以及信号转换线路和补偿设备，检测设备的主要功能是对输入输出信号进行检测，而信号转换线路以及补偿设备能够使得不同部件具有较为理想的配合，同时还可以使得整个系统拥有较好的工作效率，而且电液伺服系统还包括能源装置、保护设备、控制装置以及相关辅助装置等，对于信号的输出反馈、系统校正、误差检测以及信号输入等过程利用电气系统更为便利，因此对于信号进行处理部分可以利用电气元件，在功率放大到执行阶段可以利用液压元件，上述各元件共同组成了电液伺服控制系统，其特点包括控制精度较高、系统响应时间短、重量相对较轻、占用空间不大等，因此在工业控制领域得到了较为频繁的利用。
1.2 电液伺服控制系统特点
和其他控制系统相比较而言，液压系统具有一定的不确定性以及非线性特点，特别是在负载较重或者高压作用下，液压系统的不确定性以及非线性会对整个系统的控制效果产生较为显著的作用。
电液伺服控制系统的主要非线性指标包括电液伺服阀的零偏以及零漂特性、滞环特性、限幅特性以及压力流量特性，同时还包括液压动力装置的死区特性以及摩擦特性，而对于系统的低速性能来说，其摩擦特性是产生影响的基本要素，而能够对低速爬行跳动造成影响的主要因素为摩擦力矩的负斜率段。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外液压系统的负载特性也是非线性，对于整个系统的性能具有显著影响。
电液伺服控制系统的不确定性指标包括温度浮动、油源流量脉动、根据油液状态以及管道控制的摩擦系数、液容和根据运行状态影响的有效容积、外界负载干扰、油源压力脉动等。
因为电液伺服系统所具有的上述特性，系统的控制策略相应需要一定的控制条件，首先必须最大限度的实现整个控制系统的动态和静态精度需求，利用科学严谨的优化操作可以让整个体系运行顺利而不会出现超调现象，整个系统的控制策略应当增强其智能型，同时提高其运行效率，系统的控制律和控制算法必须尽可能简单易行，具有较强的实时性。
2 滑模变结构控制特点及应用
滑模变结构控制通常属于变结构控制的控制策略，常规的控制策略和滑模变结构的控制策略具有较大区别，其基本不同是控制是否连续，也就是系统结构随着时间变化的开关性质，这种控制特性能够使得整个控制系统在特定的条件下根据事先确定好的状态轨迹进行较小幅度以及频率较高的振动，可以称为滑模运动，滑动模态能够进行设计，同时不受指标变化和干扰的影响。
对于滑模变结构控制的理论研究来说，其通常属于变结构控制理论的基本理论体系，具有一整套综合理论体力，主要为系统的到达条件、系统的稳定性分析、控制器的不同综合方法以及滑动模态的设计措施等。
理论上，因为滑动模态能够依靠实际需求进行设计分析，同时系统的滑模运动和控制目标的指标以及系统的外部影响没有直接关系，所以滑模变结构的控制系统的鲁棒性和一帮的连续体系相比更强，不过滑模变结构根本上的不连续开关性质最终会导致系统产生抖振现象。
较为合理的滑模变结构控制系统，如果结构切换的过程负荷理想的开关特性，没有空间滞后以及时间滞后的特点，同时系统的状态测量也没有问题，控制量较为自由，其滑动模态保持降维的光滑运动并且趋向于稳定于远点，可以避免发生抖振情况。
通过滑模变结构通知策略以及PID控制对于实时控制系统的闭环阶跃相应开展相应的试验研究，对主要数学模型的合理性进行了验证，并且对不同控制措施的试验结果开展对比，通过试验可以得出结论，对于电液伺服控制系统来说，无论系统有弹性负载还是没有弹性负载，如果利用滑模变结构的控制措施的情况下，控制系统上升较快，同时调节周期比较短，其过渡阶段较为理想，而采用PID控制的过渡阶段需要周期比较长，而且上升不够快。
3 结论
电液伺服控制系统目前在冶金、船舶、航空航天等领域中得到了较为广泛的利用，因为过去的电液伺服控制理论中的数学模型通常是通过线性化得到的，但在具体系统中具有较为显著的不确定性、非线性以及外界的荷载干扰，因此利用传统的PID控制装置无法实现需要的控制结果，而作为鲁邦控制的措施，滑模变结构控制具有十分明显的优势，因此也得到越来越多的工程技术人员的肯定。
参考文献：
[1] 刘金琨, 孙富春. 滑模变结构控制理论及其算法研究与进展[J]. 控制理论与应用, 2016, 24(03):407-418.
[2]邢科礼, 冯玉, 金侠杰, et al. 基于AMESim/Matlab的电液伺服控制系统的仿真研究[J]. 机床与液压, 2004(10).
[3]赵静一, 王益群. 四辊轧机弯辊电液伺服控制系统动态特性的实验研究[J]. 中国机械工程, 1998(4):6-9.
论文作者:吴奇隆
论文发表刊物:《科技新时代》2019年2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：控制系统论文; 系统论文; 结构论文; 特性论文; 负载论文; 不确定性论文; 策略论文; 《科技新时代》2019年2期论文;