登高车全局负载独立的压力观测器设计  花都登高车出租, 花都登高车公司, 登高车出租 本文采用基于模型的控制策略，需要实时获知系统的最新状态信息，如位置、速度、如速度、气缸各腔压力、＾源压力等信息，若全部采用传感器测量获取信息，则毎个气缸轴采用多这６个高精度传感器，这样无疑会增加系统的复杂性和实现成本。为了实现低成本的气动伺服，本文拟采用一个全局稳定的压力观测器用来取代高成本的压力传感器。关于压力观测器研究工作，压力观测器是负载相关的，没有很好的抗负以没计了应用于气动伺服离合器的载独立的压力观测器，结合滑模算法取得了低冲击的高品质换档控制。本文所设计的气动伺服系统工作在低压范围内，气源压力约６．０Ｂａｒ，该压缩空气可当作理想气体状态处理，气位的充放气过程是一个变的热力学过程，代入气体的质量流量方程得：理想气体状态方程. 气缸充放气多变热力学方程, 质量流量的变化率： Ｆ表示气缸麽内的质量流量变化和体积，《为多变指数，等温过程取Ｍ＝１．０，绝热过程取ｎ＝１．４。气缸活塞运动引起的热力学过程较充放气过程缓慢很多，假设活塞运动时导致的腔内热力学过程为等溫过程。 在忽略热为学变化的徵弱影响时，气压状态变化由充放气过程的质量流量改变和气缸活塞运动导致的容积变化两项引起，分析该式，流经气缸腔的质量流量关系式可由比例方向阀流量模型得到，体积及体积变化可由位移传感器測量位移直准确测量得到，故当且仅当比例方向阀的质量流量模型是足够准确可靠的，该式作为压力观测才是可靠的。 表示压力观测值，表示由比例方向闽模型计算的质量流量值。 决定的质量流量与压力的变化关系是闭环的，具有与压力传感器相当的压力动态响应。为了分析压力观测器的收敛稳定性，定义正定的一个正定候选的李雅普诺夫函数：各容器内代压与质量流量之间的关系曲线，分析此图给出是负定的证明。充气过程中容器压力与流入容器内的质量流量的关系，观测压力也应符合曲线所示关系.

    容器内气压与辰置流置之间的关系曲线ｍ放气过程，下游压力是大气压力，容器内部的估计气压或者是实测气压可以得到放气过程。同样是负定的，表明压力观测器是在充放气过程均是稳定的，压力观测器的设计参数与负载无关。 滤波器设计直接／间接自适应鲁棒控制是一种基于模型的控制策略，需要实时测量系统位置、速度、加速度状态信息量进行反馈，自适应鲁棒控制算法采用高成本的感致伸缩位移传感器直接测量位移和速度，用直接微分＋取加速度值，低通滤波器不可避免会导致信号时滞，过大的时滞将会引起控制系统失稳。文献的自适应鲁棒控制算法应用拉杆式位移传感器直接测量位移值，通过微分观测器来获取速度和加速度，实验表明在求取加速度度時噪声较大，导致比例方向阀切换频繁，引起排气时产生＂爆炸＂噪声，限制了比例方向阀的应用场合。若系统状态信息均采用传感器测量会极大增加控制器成本，而且这在实际工况下化不是太方便测量，传感器测量参数与真值不必避免地存在噪声影响，引起测量误差，应用Ｋａｌｍａｎ滤波器是一种常用的在线滤波的方法，在满足一定的假设条件下，可用在估计速度与加速度气动伺服系统的工作频带很小，可以假设在一个采样周期而内，系统动态模型可用匀加速来描述，运用牛顿运动学推论公式得到用标准离散状态表示系统： 虽然噪声很小，但离散系统徵分很容易放大误差，速度信号己经淹没在噪声中，直接徵分的加速度信号更不可用。采用ｋａｌｍａｎ滤波器后的位移信号、估计的速度和加速度信号，仿真３０插结果表明ｋａｌｍａｎ估计获取速度和加速度信号是可行的，且时滯很小。

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   比例方向阀测试拟合建模, 本文选用的ＭＰＹＥ型三位五通比例方向阀，样本参数曲线给出阀的工作频响在ｌＯＯＨｚ左右，远高于本文的气动伺服平台工作频宽ＩＨｚ，因此可忽略阀芯的机械动态，流经阀口的质量流量与阀芯位移间关系。比例方向阀个性差异明显，中位值、死区、线性度和工作区间均不相同，结合实验测试来建立阀的模型较精确，测试一只阀的数据作为参数佑计的参考值，为压力观测器提供准确的模型。在ＦＥＳＴＯ公司的ＤＦＭＡ型精密流量试验台上测试阀的特性参数，保持阀上游供气压力５Ｂａｒ，调节排今压力４Ｂａｒ，改变控制电压，得到比例阀的质量流量曲线，表明阀的流量与控制电压并不是理想的线性关系，存在较大的中位死区，且中位电压存在偏移。保持上游压力５Ｂａｒ不变，测量不同上下游压力比与控制电压的关系，固定临界压力比为化２９，用式（４）对实验数据进行拟合，求得Ｑ及年＾的表达式。将测试数据多项式拟合的流量模型对比，理论与实际符合的一致性较好，表明建立的比例方向阀模型准确。

    提出了３－ＲＰＳ平台的控制系统设计与实现的嵌入式解决方案，构建了整个控制系统组成结构，设计了平台结构尺寸和结构件选型，针对气缸和传感器存在柜对转运的工况，设计了浮动连接沮件。详细分析直接／间接自适应鲁椿控制算法逻辑结构，对算法的理论结果和参数作用有了清楚掌握，为算法应用于标准的气动伺服缸和３－ＲＰＳ平台的伺服缸的控制调试做足理论准备。针对自适应鲁棒算法需要获知系统状态信息，设计应用了压力观测器，证明压力观测器是全局负载独立且稳定的，拟取代高成本的压力传感器。设计了应用Ｋａｌｍａｎ滤波器用于滤波及速度、加速度估计，仿真显示能够取得较好的在线估计效果，且时滞小。

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