电气比例阀控气动加载系统非线性自抗扰控制

"该文主要探讨了气动加载系统的建模和非线性自抗扰控制(ADRC)技术在解决系统不确定性、时滞和强耦合非线性问题中的应用。通过建立电气比例阀控气动加载系统的动态模型，设计了扩张状态观测器来估计系统中的耦合项和未知扰动，并利用非线性误差反馈律进行实时补偿，从而实现压力的精确控制。实验证明，ADRC控制策略能提供优秀的跟踪性能，快速响应和强抗干扰能力，且在实际工程中易于实施。关键词包括气动加载系统、压力控制和自抗扰控制器。" 本文是关于气动加载系统压力控制的一篇研究论文，作者提出了一种应对系统非线性问题的解决方案——非线性自抗扰控制(ADRC)。气动加载系统常用于各种测试和试验场合，如机械部件的疲劳试验，其压力控制的精度和稳定性至关重要。然而，这类系统常常面临参数不确定性、时间延迟以及强耦合等挑战，这会影响系统的性能和控制效果。 首先，作者建立了电气比例阀控气动加载系统的动态机理模型，这个模型是后续控制策略设计的基础。电气比例阀是一种常用的控制元件，可以精确调节气动系统的压力，但其控制过程会受到多种因素的影响，包括内部参数的变化和外部扰动。 接下来，为了解决系统中存在的不确定性，作者设计了扩张状态观测器。这种观测器能够估算系统的耦合项和外部未知扰动，例如负载波动，进一步增强了系统的鲁棒性。扩张状态观测器是ADRC技术的关键组成部分，它扩展了系统的状态空间，使控制器能够获取更多的系统信息，从而更有效地抵消不确定性。 非线性误差反馈律的引入是控制策略的另一个核心点。通过实时计算并补偿这些非线性误差，可以提高系统的跟踪性能，确保加载压力的精确控制。这种反馈控制策略允许系统快速响应压力变化，并能有效地抑制干扰，保持系统的稳定运行。 仿真和实验结果显示，采用ADRC控制的气动加载系统在压力跟踪方面表现出优良的性能，响应速度快，抗干扰能力强。同时，由于ADRC的结构相对简洁，不涉及复杂的模型参数辨识，因此在实际工程应用中具有较高的可实施性。 这篇论文提出的非线性自抗扰控制策略为解决气动加载系统的控制难题提供了新的思路，对于提高系统性能和增强工程实用性具有重要意义。这一方法对于其他类似非线性系统的控制问题也可能具有借鉴价值。