第33卷
第5期
文章编号：10069348(2016)05-0295-04
计算机仿真
2016年5月
液压泵控马达系统转速滑模控制优化设计研究
谢建，张力，谢政，冯文杉（第二炮兵工程大学，陕西西安710025）
摘要：在液压泵控马达优化控制的研究中，由于液压泵控马达系统是典型的非线性系统，固有频率较低，响应速度较慢，又因系统输人量只有泵转速，所以控制难度较大。为了精确控制液压泵控马达的输出，采用液压泵控马达的数学模型，引人滑模控制并进行了优化以克服抖探现象。仿真结果表明，与PID控制、普通滑模控制相比，改进控制方法有较强的抗干扰能力和
良好的跟踪性能，提高了液压泵控马达系统的控制精度和稳定性。关键调：液压泵控马达；滑模控制：优化；跟踪性能
中图分类号：TP301.6
文献标识码：B
ResearchonBacksteppingSchemesWithinSliding ModetermforthePump-ControlledMotorSystem
XIEJian,ZHANGLi,XIEZheng，FENGWen-shan(Second Artillery Engineering University, Xi'an Shanxi 710025, China)
ABSTRACT:Pump-controlled motor system is a nonlinear system with a less natural frequency and a slower re-sponse speed, whose output depends on the pump rotate speed, which is hard to control. In order to control the pump controlled motor output accurately, a control scheme named sliding mode control is introduced to design the control-ler based on the mathematical model of the Pumpcontrolled motor system. In order to overcome the buffeting, the controller is optimized. The simulation results demonstrate that the optimized sliding mode controller can track the in put signal more accurately with a less eror compared with PID controller and sliding mode controler, which improves the output accuracy of the Pumpcontrolled motor system.
KEYWORDS:Pumpcontrolled motor; Sliding mode control; Optimize; Tracking performance
1引言
液压系统在现代工业中应用非常广泛。某武器作战车调平支腿为液压泵控马达系统，其控制器采用PID算法。液压泵控马达系统是非线性系统，泵的转速作为系统的唯一输入控制量，使得系统的控制难度较大。为此张磊等"和董自安[2]等进行了探索，分别提出了闭环PID控制和LQR优化的PID控制器，但从仿真结果看，存在明显滞后，跟踪误差也较大。
滑模变结构控制是一类特殊的非线性控制，具有快速响应、对参数及扰动不灵敏、物理实现简单、鲁棒性强等优点，近年来在电液比例、伺服控制系统中得到应用。Bonchis 等[3]将滑模变结构控制用于一般液压伺服系统有效减小了摩擦力带来的非线性；Guan等(4)将自适应和滑模控制相结合控制对称液压缸的动作，克服了未知非线性参数的影响。但滑模变结构本质上的不连续开关特性将引起系统的抖振，
收稿日期：2015-07-13修回日期：2015-0803 万方数据
因此，对传统滑模变结构控制的改进、抖振的削弱称为研究重点。
本文引人一种基于Lyapunov函数的Backstepping滑模控制方法，在建立系统数学模型基础上设计控制器。单纯的滑模控制会引起系统的抖振，为了消除这一现象，引入饱和函数sat(z)优化了控制器。仿真结果表明，控制器能使系统快速精确地跟踪输人信号，提高了液压泵控马达的控制精度。
液压泵控马达数学模型 2
2.1
液压泵控马达
液压液压泵控马达是由定量泵和定量马达组成，如图1
所示。
电机M调节定量泵的转速和旋转方向。补油系统是一个小流量的恒压源，补油泵7的压力由溢流阀5调定。补油泵通过单向阀4向低压管道补油，用以补偿液压泵和液压马达的泄漏，并保证低压管道有一个恒定的压力值，以防止气
—295
-