山西中北大學機械與動力工程學院　李艷　高強　陸輝山　閆宏偉

基于AMESim與Matlab的液壓調(diào)平系統(tǒng)仿真研究

山西中北大學機械與動力工程學院李艷高強陸輝山閆宏偉

在民用工程領域中，往往需要將非水平狀態(tài)的載重平臺調(diào)整至水平狀態(tài)，這對于設備的快速投入使用和物資的安全運輸都有著非常重要的意義。本文采用自適應控制方法對調(diào)平支腿進行控制，并用Matlab和AMESim進行聯(lián)合仿真，對其穩(wěn)定性、快速響應性進行分析，結(jié)果表明自適應控制策略對載重平臺調(diào)平過程中，四液壓缸同步控制性能的提升有很

液壓調(diào)平，自適應控制，AMESim

1　引言

在民用工程領域中，如大型鉆機、瀝青砂漿車［1-3］、重型起吊車、重型運輸車輛等。在車輛行進過程中，為了確保運輸?shù)陌踩裕枰屳d重平臺盡可能地保持水平狀態(tài)，以確保設備物資的安全。由于載重平臺往往處于較為復雜的工作環(huán)境中，加上其工況有非線性事變的特點，因此設計一套液壓自動調(diào)平控制系統(tǒng)，確保載重平臺能夠快速準確地調(diào)平是非常重要的。

2　自適應控制及算法分析

自適應控制有多種，本文采用模型參考自適應控制。模型參考自適應控制具有自適應速度快、其控制策略便于推廣到一大類非線性系統(tǒng)的自適應控制中去的特點，其結(jié)構如圖1所示。

圖1　模型參考自適應控制

根據(jù)文獻［4］得到液壓支腿的數(shù)學模型為

由于液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及響應速度還有欠缺，我們引進參考模型Gm（s），對液壓系統(tǒng)進行修正，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和跟隨性，參考模型為：

自適應機構根據(jù)一定的準則，利用廣義誤差信號來修改可調(diào)控制器參數(shù)，即產(chǎn)生一個自適應控制律，使e趨向于零。也就是使對象實際輸出向參考模型輸出靠近，最終達到完全一致。

圖2　MRAC系統(tǒng)結(jié)構

因為被控對象為Gp（s），參考模型為Gm（s），根據(jù)被控對象與參考模型結(jié)構相匹配的原則進行控制器的設計，結(jié)構如圖2所示。

3　仿真分析

3.1建立仿真模型

選用比例閥來對流量進行調(diào)節(jié)［5］，液壓缸選擇雙作用單活塞桿液壓缸，平臺調(diào)平控制過程中針對液壓缸工作模式采用了主從式，將其中一個液壓缸的輸出設定成為其余液壓缸輸出跟蹤的理想值，建立同步控制系統(tǒng)的仿真模型系統(tǒng)如圖3所示。

圖3　AMESim仿真模型

通過S函數(shù)的形式，與Matlab/Simulink接口進行連接，建立聯(lián)合仿真圖如4所示。

圖4　聯(lián)合仿真模型仿真曲線如圖5所示。

圖5　4號液壓缸支腿位移

圖6　1號液壓缸支腿位移

圖7　2號液壓缸支腿位移

圖8 3號液壓缸支腿位移

圖9　液壓缸支腿位移差

4　結(jié)論

由仿真結(jié)果可以看出，采用模型參考自適應控制的方法，可以實現(xiàn)四腿平臺的調(diào)平，并且超調(diào)量小，調(diào)節(jié)時間短，響應速度快，魯棒性強，可以看出自適應控制方法有效地克服液壓系統(tǒng)地非線性、參數(shù)時變性、抗干擾波動的缺點，使控制更精確、快速。

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