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2014年 8月 机床与液压 Aug．2014
第42卷 第 16期 MACHINET00L ＆HYDRAULICS Vo1．42No．16
DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．16．040
基于 MATLAB的液压伺服能耗优化控制器设计
盖永革 ，黄)11，万法伟
(1．中国石油大学机电工程学院，山东青岛266580；2．中石化销售华南分公司，广东广州510000；
3，中石油东方地球物理勘探公司，河北涿州 072751)
摘要：为了在保证控制精度的前提下降低系统能耗，建立了钻杆排放机械手液压系统的状态空间模型，并调用 MAT—
LAB的lqr()指令计算出最优二次型性能指标极小的状态反馈矩阵，再将状态反馈矩阵输人到由Simulink、SimPowerSys—
tems和Simhydraulics搭建的系统虚拟模型中进行仿真。通过比较仿真结果对性能指标的加权矩阵进行修正，得到了满意的
控制器参数。仿真表明，优化后的控制器既能满足精度的需求又能明显降低电机的输出功率。
关键词：转速可调泵；状态反馈 ；能耗优化；Simutink仿真；钻杆排放机械手
中图分类号：TE9 文献标识码 ：A 文章编号：1001—3881(2014)16—127—4
DesignofEnergyConsumptionOptimalControllerforHydraulic
ServoSystem BasedonMATLAB
GAIYongge ．HUANG Chuan ．WAN Fawei
(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，QingdaoShandong266580；
2．SouthBranchofSinopecSales，SINOPEC，GuangzhouGuangdong510000，China；
3．BureauofGeophysicalProspectingInc．，CNPC，ZhuozhouHebei072751，China)
Abstract：Inordertoreduceenergyconsumptionunderthepremiseofensuringprecisionofthepipehandlingmanipulator’Shy—
draulicservosystem，thestate—spacemodelofthesystemwasestablishedandMATLAB’slqr()wasusedtocalculatethestatefeed—
backmatrixoftheminimalperformanceindexoflinearoptimalquadratic．Thematrixwassupposedtobeputintothevirtualmodelfor
simulation，whichwasbuiltbyusingSimulink，SimPowerSystemsandSimhydraulics．Theweightingmatrixoftheperfomr anceindex
wasmodifiedbycomparingthesimulationresultsandthesatisfactorycontroller’sparametersweregotten．Simulationresultsshowthat
theoptimizedcontrollernotonlymeetstheprecisionrequirement，butalsoreducesthemotor’Soutputpowerobviously．
Keywords：Speedvariablepump；Statefeedback；Eneryg optimization；Simulinksimulation；Pipehandingmanipulator
钻杆排放机械手安装在距钻台高26m的二层台
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