毕业设计论文外文文献及翻译control of an axial piston pump using a single-stage electrohydraulic servovalve.docVIP

附件C：译文 用单极电液伺服阀控制轴向柱塞泵 爱荷华州立大工程研究工程科学与学系 A. Akers 穆尔黑德州立大学明尼苏达穆尔黑德56560 S. J. Lin 【摘要】最优控制理论应用于一个轴向活塞泵单级电液伺服阀组合压力调节器设计该控制阀已建模最优控制的已经制定开环和优化控制系统流量阶跃输入时间响应曲线实验结果系统的响应频率和压力峰值大提高。该斜盘驱动器是由电液伺服阀插板，喷气管，阀门和阀芯可作为第一，而第几乎是普遍的阀芯的类型。然而，要求及其他因素导致成本高，因此，流体动力元件设计者认为力量（约100牛顿），切断金属或其它芯片轴向柱塞泵动态控制系统Harpur [1] and Merritt [2] 使用线性扰动分析来研究有微分区插孔的三通伺服阀和有等面积插孔的四通伺服阀的控制系统。Dreymuller [3] 用劳斯系数Mack et al. [4] 验证了给变量泵安装微机接口用于控制泵的流量和压力以达到对泵的动作进行补偿的可行性。最近，Zeiger and Akers [5] 应用最优控制理论为轴向柱塞泵设计了一个压力调节器。他们的研究结果表明，直线性最优控制方法没有提供足够的压力度不过，增强最优控制提供了良好的解决办法Zeiger and Akers [5] 依靠单级伺服阀，并且对压力时间曲线进行比较从而对泵的斜盘的驱动建模。 动力系统模型 到控制执行器的流量连续性忽略了可压缩性的影响，表示为 （1） 当流量连续性的原则是适用于在泵的排放量控制线，我们得到 （2） 关于斜盘活塞的任何角位置的瞬时扭矩已 （3） 该永磁力矩电机用于移动的伺服阀阀芯产生转矩由下式给予 （4） 对转子运用牛顿第二定律，我们得到 （5） 对作用在阀芯上的流体压力也同样进行了分析，我们可以把方程（5）写成 （6） 因为 状态变量的分配如下： （7） （8） 两个控制输入如下 （9） 方程（2），（3）及（6） - （9）可变成状态和输出方程形式： （10） （11） 该轴向活塞泵控制框图单级伺服阀如图2所示 ，它显示了功能组件是如何联接的，并且确定了每个组件的响应数学方程。 二、最优控制设计 该控制系统的主要目标是设计一个控制规则，使输出（整个泵压力变化的不同）接近于0，这样可以流量和其他因素变化的时候保持恒定的压力。此外，过度的压力峰值能够维持在可承受的限度内。线性动态系统的最优调节器问题表现为包括确定一个矢量控制u（t）的最小化功能 （12） 根据已知条件 如果是一个真正的对称，半正定矩阵，是一个真正的对称，正定矩阵。 最优控制法把价值函数降低到最小值，方程（12）可以被转化为 （13） 当反馈增益矩阵为 (14) 并且当是对称的，正面的稳态方程定解 （15） 当矩阵和在方程（12）中所代表的相对比较重要的值都被精确确定，把方程（13）中的最优控制规则作为条件借出方程（15），这些值不断的传送给数据处理器，产生反馈信号对伺服阀进行控制。 最佳闭环系统，可得到如下 (18) 特征值是矩阵和闭环系统的极点。该比重可能会取得理想的瞬时变化的反应[7]。 三、结果 开环系统的初始数据，我们可以单独的使用一个干扰步骤输入包括。下游量的数值可以假设为0.5， 1.0和2，压力波动，斜盘角，斜盘角速度就可以求解。正如预期的达到峰值压力干扰的时间随着V的增加而增加，随着初始速率的变化，压力始终保持不变。当0.01/s用作一个输入步骤时，稳定的斜盘角度被看作与下游量成正比。而且当下游量增长的时候，斜盘也会有一个超过起稳态位置的增长趋势。当使用干扰电流的时候，初速度的变化是与下游量无关的。 四、最优控制系统 对最优控制器的性能已经进行了研究，它的计算结果和参考文献【5】所展现的一样，缺乏对现存控制系统进行改善的稳健性。因此，它不会被完全的用作为一个控制器。为本文所使用的配置响应计算结果再次证实，此方面还需要增强。这个增强只须将最佳比例控制器转换成比例加积分控制器。这种将有助于增强响应时间，超调量，并减少稳态误差。本文中使用的这种控制器，如图（3）所示，可以看出，使用增量积分使这个增强达到了一个相当完美的程度。这个过程导致了一个六指令系统。 该方法用于分析选择矩阵Q和由产生的不同控制规则组成的标量、工程量R的影响，然后计算性能指标和策绘了从方程解最优控制泵的根位置。为Q矩阵和R选择合适的值以达到减少稳定时间、超调量和稳态错误的系统响应的结果。挑选的值如下： 用来对干扰进行响应的数据是与一个系列22泵和一个典型的单级电液伺服阀 联系