本書在總結數(shù)字液壓領域已取得的*新研究成果的基礎上,給出了數(shù)字液壓的明確定義,介紹了典型的數(shù)字液壓元件,探討了數(shù)字液壓技術在實際應用中的控制問題。本書主要內容包括數(shù)字液壓閥、數(shù)字液壓缸建模 與仿真、一體化數(shù)字液壓舵機、調距槳數(shù)字液壓系統(tǒng)模型參考自適應控制 和返步魯棒自適應控制、變頻數(shù)字液壓系統(tǒng)自適應控制、數(shù)字液壓負載敏 感系統(tǒng)非線性魯棒控制、數(shù)字液壓減搖鰭魯棒控制及數(shù)字液壓缸驅動的 Stewart平臺控制技術等。 本書可供液壓領域的科研人員、工程技術人員使用,也可供相關專業(yè) 的院校師生使用。
第1章緒論1
11液壓控制技術的發(fā)展與應用1
111流體控制相關理論的發(fā)展1
112液壓控制技術的發(fā)展及應用2
12數(shù)字液壓元件3
121數(shù)字液壓技術簡介3
122數(shù)字液壓閥5
123數(shù)字液壓缸6
124數(shù)字液壓泵7
125數(shù)字液壓馬達9
13數(shù)字液壓閥的新發(fā)展10
131高速開關電-機械執(zhí)行器的發(fā)展10
132高速開關閥閥體結構優(yōu)化與創(chuàng)新11
133高速開關閥并聯(lián)閥島研究13
134高速開關閥應用新領域15
14數(shù)字閥控制技術16
參考文獻18
第2章數(shù)字液壓閥19
21典型增量式數(shù)字閥結構形式19
211單步進電動機數(shù)字閥20
212雙步進電動機數(shù)字閥23
2132D數(shù)字閥(液壓螺旋伺服式數(shù)字閥)24
22增量式數(shù)字閥建模26
221數(shù)學模型26
222AMESim模型28
23增量式數(shù)字閥仿真分析33
231閥口截面形式影響分析33
232閥芯遮蓋形式影響分析43
233輸入信號形式影響分析47
24小結51
參考文獻52
第3章數(shù)字液壓缸建模與仿真54
31典型的內驅式數(shù)字液壓缸結構形式54
311機械反饋式數(shù)字液壓缸54
312磁力耦合式數(shù)字液壓缸55
313螺旋伺服式數(shù)字液壓缸56
314內循環(huán)式數(shù)字液壓缸58
315多閉環(huán)控制數(shù)字液壓缸58
32數(shù)字液壓缸建模59
321傳遞函數(shù)模型60
322狀態(tài)方程模型67
33理論解析76
331控制結構和參數(shù)意義解析76
332系統(tǒng)位移響應特性分析77
333速度特性分析82
334活塞及閥芯平衡位置分析82
335補償控制分析84
34仿真分析87
341系統(tǒng)階躍響應特性分析87
342系統(tǒng)供油壓力和數(shù)字滑閥死區(qū)影響仿真分析87
343數(shù)字滑閥徑向泄漏及傳動間隙影響仿真分析92
344反饋形式及剛度影響仿真分析99
345非線性摩擦及Stribeck速度影響仿真分析99
346非對稱閥控非對稱缸方式分析104
35小結108
參考文獻109
第4章一體化數(shù)字液壓舵機112
41一體化數(shù)字液壓舵機系統(tǒng)方案設計113
411設計要求113
412系統(tǒng)方案113
42轉舵機構及負載特性分析116
421轉舵機構分析116
422負載特性分析117
43試驗平臺設計123
431硬件設計124
432軟件系統(tǒng)設計127
44試驗與分析131
441空載試驗131
442加載試驗137
45小結145
參考文獻146第5章調距槳數(shù)字液壓系統(tǒng)模型參考自適應控制147
51模型參考自適應控制的理論基礎149
511Popov超穩(wěn)定理論149
512無零點系統(tǒng)的模型跟隨問題149
52模型參考自適應控制器設計151
521系統(tǒng)描述151
522控制器設計152
53控制器仿真研究156
531對階躍信號響應的仿真研究158
532對外負載擾動的仿真研究159
533對噪聲干擾的仿真研究161
534對輸入干擾的仿真研究163
54試驗驗證165
541調距槳數(shù)字液壓系統(tǒng)試驗平臺165
542調距槳數(shù)字液壓系統(tǒng)試驗研究170
本章小結175
55小結176
參考文獻176
第6章調距槳數(shù)字液壓系統(tǒng)返步魯棒自適應控制178
61魯棒自適應控制的理論基礎178
62模型參考Backstepping魯棒自適應控制器設計179
621系統(tǒng)描述179
622自適應律求解180
623控制器穩(wěn)定性證明184
63參考模型優(yōu)化185
64控制器仿真研究187
641對階躍信號響應的仿真研究188
642對外負載擾動的仿真研究188
643對噪聲干擾的仿真研究190
644對時變參數(shù)的仿真研究192
65小結194
參考文獻194
第7章變頻數(shù)字液壓系統(tǒng)自適應控制195
71變頻數(shù)字液壓系統(tǒng)數(shù)學模型及其不確定參數(shù)分析195
711變頻數(shù)字液壓系統(tǒng)工作原理195
712變頻數(shù)字液壓系統(tǒng)非線性模型197
713變頻數(shù)字液壓系統(tǒng)非線性模型中的不確定參數(shù)及輸入飽和現(xiàn)象分析200
72基于自適應滑模控制的變頻數(shù)字液壓系統(tǒng)控制研究201
721不考慮輸入飽和的自適應滑?刂破髟O計202
722考慮輸入飽和的自適應滑?刂破髟O計204
723考慮輸入飽和的自適應滑?刂破鞣抡娣治205
73基于自適應模糊控制的變頻數(shù)字液壓分級壓力控制研究208
731變頻數(shù)字液壓系統(tǒng)分級壓力控制方案設計208
732系統(tǒng)中不確定函數(shù)的最佳模糊逼近209
733不考慮輸入飽和的自適應模糊控制器的設計210
734考慮輸入飽和的自適應模糊控制器的設計213
735考慮輸入飽和的自適應模糊控制器仿真分析215
74小結217
參考文獻217
第8章數(shù)字液壓負載敏感系統(tǒng)非線性魯棒控制220
81數(shù)字液壓負載敏感系統(tǒng)非線性建模及負載敏感壓力設定值研究220
811數(shù)字液壓負載敏感系統(tǒng)工作原理220
812數(shù)字液壓負載敏感系統(tǒng)非線性模型221
813數(shù)字液壓負載敏感系統(tǒng)非線性模型中的不確定參數(shù)分析225
814負載敏感壓力設定值對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響及能耗特性的影響227
82不考慮輸入飽和的數(shù)字液壓負載敏感系統(tǒng)動態(tài)反饋控制研究230
821數(shù)字液壓負載敏感系統(tǒng)魯棒動態(tài)反饋控制器設計230
822數(shù)字液壓負載敏感系統(tǒng)魯棒動態(tài)反饋控制器仿真分析234
83考慮輸入飽和的數(shù)字液壓負載敏感系統(tǒng)靜態(tài)補償控制研究237
831考慮輸入飽和的靜態(tài)補償器設計237
832考慮輸入飽和的靜態(tài)補償器仿真分析241
84數(shù)字液壓負載敏感、分級壓力、變頻控制對比研究243
85小結245
參考文獻245
第9章數(shù)字液壓減搖鰭魯棒控制247
91數(shù)字液壓減搖鰭執(zhí)行機構原理248
92數(shù)字液壓減搖鰭仿真模型249
921海浪模型249
922船舶橫搖模型250
923減搖鰭模型252
924轉鰭機構及液壓系統(tǒng)建模252
925船舶-減搖鰭-數(shù)字液壓系統(tǒng)建模254
93考慮輸入飽和及狀態(tài)飽和的減搖鰭控制器設計及減搖仿真256
931考慮輸入飽和的狀態(tài)反饋控制器設計257
932船舶-減搖鰭-液壓系統(tǒng)減搖仿真分析262
94基于DSP的數(shù)字液壓減搖鰭半實物仿真平臺組成及工作原理265
941數(shù)字液壓減搖鰭半實物仿真平臺硬件組成266
942上位機程序設計267
95數(shù)字液壓減搖鰭性能試驗及結果分析268
951數(shù)字液壓減搖鰭鰭角跟蹤試驗268
952數(shù)字液壓減搖鰭生搖試驗269
953數(shù)字液壓減搖鰭減搖試驗271
96小結273
參考文獻273
第10章數(shù)字液壓缸驅動的Stewart平臺控制技術275
101數(shù)字液壓缸驅動的Stewart平臺系統(tǒng)組成276
1011總體構成276
1012控制系統(tǒng)277
1013測試系統(tǒng)278
1014軟件設計279
102Stewart平臺系統(tǒng)振動的微分方程280
1021系統(tǒng)剛度矩陣280
1022分支局部坐標系282
1023RPY角描述282
1024系統(tǒng)振動的微分方程283
103液壓Stewart平臺的起動與換向振動285
1031液壓Stewart平臺振動的解析表達式285
1032液壓Stewart平臺起動平穩(wěn)性分析288
1033運動慣性引起的液壓沖擊290
1034非對稱結構引起的壓力躍變291
1035試驗結果與討論293
104數(shù)字液壓缸驅動Stewart平臺的魯棒抑振控制296
1041并聯(lián)6分支液壓伺服系統(tǒng)的數(shù)學模型297
1042液壓Stewart平臺的控制策略探討299
1043基于摩擦力觀測器和理想分支力的前饋力補償H∞抑振控制300
105小結310
參考文獻311