氣動變載荷摩擦磨損試驗機自抗擾控制研究.pdf

1、摩擦磨損試驗機作為材料性能研究的有力工具已經(jīng)在各領域得到了廣泛應用。氣動變載荷摩擦磨損試驗機作為其中之一，采用氣動加載技術以壓縮空氣為介質(zhì)，對其輸出的加載壓力進行控制。然而，由于氣動加載本身具有強非線性、強耦合性、不確定性等特點，使得氣動變載荷摩擦磨損試驗機數(shù)學模型建立不精確，影響壓力輸出控制精度，進而阻礙了其應用推廣。本文將以氣動變載荷摩擦磨損試驗機壓力控制作為研究核心，在分析系統(tǒng)機理的基礎上建立數(shù)學模型，針對系統(tǒng)擾動設計控制精度高、

2、結構簡單的控制器完成對輸出壓力的實時跟蹤控制，具體研究內(nèi)容及成果如下：
　　首先，介紹了氣動變載荷摩擦磨損試驗機的結構組成及其工作原理?？紤]試驗機中電氣比例閥及氣缸滯后性、負載擾動等非線性因素，在合理假設的基礎上針對三者建立了數(shù)學模型，并進一步給出了系統(tǒng)模型的狀態(tài)方程形式。
　　其次，基于系統(tǒng)狀態(tài)方程存在的耦合項、系統(tǒng)未建模部分和擾動項，設計了一種不依賴于精確數(shù)學模型的自抗擾控制器。該方法將不確定性項統(tǒng)一為總擾動通過擴張狀態(tài)

3、觀測器進行估計和補償。通過與 PID控制器進行仿真對比，仿真結果證實了所設計控制器的有效性及抗擾性，提高了系統(tǒng)的控制品質(zhì)。同時考慮到系統(tǒng)擾動幅值變化，結合線性自抗擾控制器和非線性自抗擾控制器的優(yōu)勢設計了抗擾范圍寬、跟蹤精度高、收斂快的線性/非線性自抗擾切換控制器，并進行了切換擴張狀態(tài)觀測器的收斂性分析。最后仿真結果證明其有效解決了氣動變載荷摩擦磨損試驗機壓力跟蹤控制中擾動幅值變化的問題，進一步改善了系統(tǒng)的控制品質(zhì)。
　　最后，基于