振动压路机无级调幅：H2/H∞混合控制优化压实性能

本文主要探讨了振动压路机无级调幅过程中的控制策略优化问题。在实际施工中，振动压路机的调幅系统常常面临大时滞和强非线性的挑战，这可能导致压力波动，影响路面压实质量。为了改善这一状况，作者提出了结合H2最优控制和H∞鲁棒控制的混合控制策略。 H2控制方法通常关注的是线性系统的均方根性能，即在输入信号存在噪声时，系统的输出误差平方的期望值最小。而H∞控制则侧重于系统的鲁棒性，确保在所有可能的外部扰动下，系统的性能都保持在一个预定的水平。通过将液压系统参数的扰动影响量化为系统压力灵敏度函数的H∞范数，可以衡量其对控制性能的影响，并作为鲁棒性能的评价标准。 另一方面，作者将负载扭矩的波动对振动轮加速度传递函数的H2范数作为线性高斯二次型（LQG）性能指标，反映了系统的动态响应能力。通过MATLAB/LMI工具箱，设计了一种H2/H∞控制器，该控制器能够同时优化系统的稳定性和快速响应性能。 借助AMEsim液压元件库，构建了振动压路机调幅液压系统的动态响应模型，进行了联合仿真研究。结果显示，采用提出的H2/H∞控制策略后，系统的加速度动态响应能在大约3秒内趋于稳定，而且没有稳态误差，这显著提高了系统的控制精度。同时，液压系统在调幅初期会经历轻微的压力冲击，但冲击幅度非常小，仅有2MPa，且整体压力保持稳定，波动较小。 与传统的PID控制（比例-积分-微分控制）相比，H2/H∞控制在快速性、准确性和稳定性上具有优势，这对于提高振动压路机的工作效率和路面压实质量具有重要意义。因此，本文的研究成果对于改进振动压路机的控制性能，提升道路施工的质量具有重要的理论和实践价值。