从化高空车出租， 高空车出租， 从化高空车出租公司   自适应反步滑模控制动态加载场合下电液力系统的性能分析    为了探究所设计的自适应反步滑模控制器的可行性与控制效果，根据搭建的电液力系统仿真模型，在动态加载的工况下进行不同指令信号的仿真，最后将本文采用变指数趋近律的自适应反步滑模控制与文献采用幂次趋近律的反步滑模控制器进行仿真对比，评价控制器的效果，以佐证所设计自适应反步滑模控制策略的有效性。 根据搭建的电液力系统 Simulink 模型，对加入控制器后的电液力系统进行性能仿真分析，结果如下：

     （1）所设计的自适应反步滑模控制器具有极好的稳定性，能较好地抑制负载刚度、液压刚度、负载质量和液压缸总容腔等参数变化对系统频率特性的影响。

    （2）分析了加入自适应反步滑模控制器的系统伺服阀阀口开度，结果表明：在加入位置扰动后，伺服阀阀口反向运动，进油腔变成回油腔排出多余的强迫流量，随着位置扰动增加，阀口开度增加，及时排出的流量也从随之增加，所设计的控制器在位置扰动下能及时有效地排出强迫流量。 

    （3）加入自适应反步滑模控制器后，当指令信号为正弦信号时，系统在 4  ms时能较好的跟踪指令信号，电液力系统的响应速度大幅提升，电液力系统进行 12 Hz 的指令力加载，系统输出力最大跟踪误差为 62.4 N，约为 1.8%，相位滞后为 7.2°，系统输出位移最大跟踪误差为 4.5%，相位滞后为-0.2°，有效拓展了电液力系统频宽。针对电液力系统输出位移出现的抖振，对其进行频谱分析，负载质量的固有频率部分所占比值为 9.9%，表明电液力系统输出位移的抖振主要是由负载质量引起。

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     （4）加入自适应反步滑模控制器后，在变刚度条件下，对系统施加斜坡指令信号，其输出力跟踪误差保持在 30N 以内，输出位移跟踪误差保持在 0.17mm 以内，随着刚度绝对值的减小，系统输出力的跟踪误差变小，输出位移的跟踪误差变大。影响系统输出力的主要因素为负载质量随活塞杆运动产生的负载质量惯性力，影响系统输出位移的主要因素为负载质量随活塞杆的运动，加入变指数趋近律的系统能较好地抑制负载质量的影响。 

     （5）针对滑模变结构控制抖振抑制效果进行了分析，当进行正弦信号指令力加载，采用变指数趋近律的电液力系统能较好地抑制系统中各种干扰信号的影响，其输出主要由指令信号构成，基本不产生抖振；采用幂次趋近律的电液力系统在负载质量较小时能较好地抑制高频信号的影响，频率越低，其抑制能力越弱，其输出由指令信号和干扰信号构成，在系统的上升阶段会产生轻微的抖振；在负载质量所引起的负载质量惯性力在总输出负载力中的占比约为 20%的极端工况下，采用变指数趋近律的控制器仍具有较好的效果，而采用幂次趋近律的系统控制效果减弱，系统的输出力出现较大的抖振。 

     （6）针对不同的负载质量进行阶跃、正弦和斜坡力指令信号下电液力系统位置跟踪性能仿真，位置干扰信号为正弦信号时，在不同的负载质量下电液力系统的相位滞后均较小，系统的幅值误差随负载质量的增加而变大，在负值质量为 200kg时，系统幅值误差最大为 8.7%，说明所设计的控制器能使系统较好地跟踪指令位移。 

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