花都升降车出租，花都升降车租赁， 花都升降车租赁公司    电液伺服系统模型反馈线性化理论及过程？

 

 

       1 非线性系统反馈线性化理论： 反馈线性化是通过对非线性系统进行状态补偿，然后将其转化为线性系统的方法。这样便可以利用线性系统控制理论对非线性系统进行分析和设计。该方法是设计一个状态变换向量，将原来带有非线性项的系统状态进行坐标变换。并且，还要设计一个新的控制输入，替代原来非线性系统中的线性输入。由此，非线性系统通过状态变换向量和新的控制输入即反馈线性化，能实现向线性系统的转变，将非线性问题转变成线性问题，然后利用线性控制理论方法进行求解。反馈线性化的优点在于考虑了整个非线性系统所有的非线性部分，且利用了系统中所有的状态。

 

    （1）仿射非线性系统： 仿射非线性系统中的状态空间模型具有非线性项，系统输入则是线性的，一般状态空间模型。

  

   （2）同胚变换：对于一个具有非线性的系统，状态空间模型的状态向量是 x ，利用 z =T(x) 对状态向量 x 进行状态转换，把非线性系统的状态方程从 x 坐标系转换到 z 坐标系，使得转换后 z 坐标系下的状态方程具有可线性化的结构。其中，T(x) 是连续可逆的，被称为同胚变换。

 

    （3）李导数： 李导数是研究向量场的数学工具。说明李导数的定义。为了便于寻找系统输入u 和输出 y 之间的关系，定义为李导数，也叫做李导数算子。 

    （4）非线性反馈线性化： 非线性反馈可以将非线性系统转变成线性系统。其中李导数构造同胚变换是线性化的关键步骤。对于一个非线性系统来说，线性化的好处是可以利用线性控制方法去处理那些在原来非线性空间不好处理的问题。转换后的系统中会有新的控制输入代替原来的输入，新的控制输入与系统输出呈线性关系。

 

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       2  电液伺服系统反馈线性化过程： 从电液伺服阀的流量-压力方程，可以看出电液伺服系统具有很强的非线性。为了进一步提高电液伺服系统的控制性能，采用状态反馈线性化的方法可以将非线性模型精确线性化。状态反馈线性化的方法是全维状态反馈，包含所有的状态信息。根据状态反馈线性化有关定理，先计算系统相对阶因此求得系统相对阶为3。 利用李导数构造同胚映射及设计状态反馈控制可以将系统化为线性系统。

        为验证电液伺服系统反馈线性化的合理性，设计 PID 控制器， 电液伺服系统模型参数设置如反馈线性化的电液伺服系统在 PID 控制器作用下的跟踪误差 在很短的时间逼近到 0 的邻域内，且误差不超过 1mm。系统响应速度很快，且跟踪效果良好。表明电液伺服系统反馈线性化方法可行，为后续的多个电液伺服系统同步控制研究打下基础。

 

         建立了单个电液伺服系统的数学模型，为研究多个电液伺服系统同步控制做铺垫。首先分析了电液伺服系统的组成结构及工作原理，在此基础上，利用机理建模方法建立了阀的流量-压力方程、液压缸流量-压力方程，以及机械动力结构平衡方程，通过这三个方程，建立了电液伺服系统非线性数学模型。然后利用Lie 导数反馈线性化技术对非线性数学模型进行线性化，得到电液伺服系统的线性模型。最后，设计状态反馈向量，对线性化系统进行极点配置，最终得到电液伺服系统的数学模型。利用 Matlab 的 Simulink 工具箱，搭建了电液伺服系统的仿真模型，并对其进行 PID 控制仿真分析。

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