增量式數字液壓控制技術（簡體書）

本書在總結數字液壓領域已取得的*新研究成果的基礎上，給出了數字液壓的明確定義，介紹了典型的數字液壓元件，探討了數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字液壓閥、數字液壓缸建模 與仿真、一體化數字液壓舵機、調距槳數字液壓系統模型參考自適應控制 和返步魯棒自適應控制、變頻數字液壓系統自適應控制、數字液壓負載敏 感系統非線性魯棒控制、數字液壓減搖鰭魯棒控制及數字液壓缸驅動的 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 的院校師生使用。

明確數字液壓定義，介紹了典型的數字液壓元件，探討了數字液壓技術在實際應用中的控制問題。

第1章緒論1
11液壓控制技術的發展與應用1
111流體控制相關理論的發展1
112液壓控制技術的發展及應用2
12數字液壓元件3
121數字液壓技術簡介3
122數字液壓閥5
123數字液壓缸6
124數字液壓泵7
125數字液壓馬達9
13數字液壓閥的新發展10
131高速開關電－機械執行器的發展10
132高速開關閥閥體結構優化與創新11
133高速開關閥並聯閥島研究13
134高速開關閥應用新領域15
14數字閥控制技術16
參考文獻18
第2章數字液壓閥19
21典型增量式數字閥結構形式19
211單步進電動機數字閥20
212雙步進電動機數字閥23
2132D數字閥(液壓螺旋伺服式數字閥)24
22增量式數字閥建模26
221數學模型26
222AMESim模型28
23增量式數字閥仿真分析33
231閥口截面形式影響分析33
232閥芯遮蓋形式影響分析43
233輸入信號形式影響分析47
24小結51
參考文獻52
第3章數字液壓缸建模與仿真54
31典型的內驅式數字液壓缸結構形式54
311機械反饋式數字液壓缸54
312磁力耦合式數字液壓缸55
313螺旋伺服式數字液壓缸56
314內循環式數字液壓缸58
315多閉環控制數字液壓缸58
32數字液壓缸建模59
321傳遞函數模型60
322狀態方程模型67
33理論解析76
331控制結構和參數意義解析76
332系統位移響應特性分析77
333速度特性分析82
334活塞及閥芯平衡位置分析82
335補償控制分析84
34仿真分析87
341系統階躍響應特性分析87
342系統供油壓力和數字滑閥死區影響仿真分析87
343數字滑閥徑向洩漏及傳動間隙影響仿真分析92
344反饋形式及剛度影響仿真分析99
345非線性摩擦及Stribeck速度影響仿真分析99
346非對稱閥控非對稱缸方式分析104
35小結108
參考文獻109
第4章一體化數字液壓舵機112
41一體化數字液壓舵機系統方案設計113
411設計要求113
412系統方案113
42轉舵機構及負載特性分析116
421轉舵機構分析116
422負載特性分析117
43試驗平臺設計123
431硬件設計124
432軟件系統設計127
44試驗與分析131
441空載試驗131
442加載試驗137
45小結145
參考文獻146第5章調距槳數字液壓系統模型參考自適應控制147
51模型參考自適應控制的理論基礎149
511Popov超穩定理論149
512無零點系統的模型跟隨問題149
52模型參考自適應控制器設計151
521系統描述151
522控制器設計152
53控制器仿真研究156
531對階躍信號響應的仿真研究158
532對外負載擾動的仿真研究159
533對噪聲干擾的仿真研究161
534對輸入干擾的仿真研究163
54試驗驗證165
541調距槳數字液壓系統試驗平臺165
542調距槳數字液壓系統試驗研究170
本章小結175
55小結176
參考文獻176
第6章調距槳數字液壓系統返步魯棒自適應控制178
61魯棒自適應控制的理論基礎178
62模型參考Backstepping魯棒自適應控制器設計179
621系統描述179
622自適應律求解180
623控制器穩定性證明184
63參考模型優化185
64控制器仿真研究187
641對階躍信號響應的仿真研究188
642對外負載擾動的仿真研究188
643對噪聲干擾的仿真研究190
644對時變參數的仿真研究192
65小結194
參考文獻194
第7章變頻數字液壓系統自適應控制195
71變頻數字液壓系統數學模型及其不確定參數分析195
711變頻數字液壓系統工作原理195
712變頻數字液壓系統非線性模型197
713變頻數字液壓系統非線性模型中的不確定參數及輸入飽和現象分析200
72基於自適應滑模控制的變頻數字液壓系統控制研究201
721不考慮輸入飽和的自適應滑模控制器設計202
722考慮輸入飽和的自適應滑模控制器設計204
723考慮輸入飽和的自適應滑模控制器仿真分析205
73基於自適應模糊控制的變頻數字液壓分級壓力控制研究208
731變頻數字液壓系統分級壓力控制方案設計208
732系統中不確定函數的最佳模糊逼近209
733不考慮輸入飽和的自適應模糊控制器的設計210
734考慮輸入飽和的自適應模糊控制器的設計213
735考慮輸入飽和的自適應模糊控制器仿真分析215
74小結217
參考文獻217
第8章數字液壓負載敏感系統非線性魯棒控制220
81數字液壓負載敏感系統非線性建模及負載敏感壓力設定值研究220
811數字液壓負載敏感系統工作原理220
812數字液壓負載敏感系統非線性模型221
813數字液壓負載敏感系統非線性模型中的不確定參數分析225
814負載敏感壓力設定值對系統動態特性的影響及能耗特性的影響227
82不考慮輸入飽和的數字液壓負載敏感系統動態反饋控制研究230
821數字液壓負載敏感系統魯棒動態反饋控制器設計230
822數字液壓負載敏感系統魯棒動態反饋控制器仿真分析234
83考慮輸入飽和的數字液壓負載敏感系統靜態補償控制研究237
831考慮輸入飽和的靜態補償器設計237
832考慮輸入飽和的靜態補償器仿真分析241
84數字液壓負載敏感、分級壓力、變頻控制對比研究243
85小結245
參考文獻245
第9章數字液壓減搖鰭魯棒控制247
91數字液壓減搖鰭執行機構原理248
92數字液壓減搖鰭仿真模型249
921海浪模型249
922船舶橫搖模型250
923減搖鰭模型252
924轉鰭機構及液壓系統建模252
925船舶-減搖鰭-數字液壓系統建模254
93考慮輸入飽和及狀態飽和的減搖鰭控制器設計及減搖仿真256
931考慮輸入飽和的狀態反饋控制器設計257
932船舶-減搖鰭-液壓系統減搖仿真分析262
94基於DSP的數字液壓減搖鰭半實物仿真平臺組成及工作原理265
941數字液壓減搖鰭半實物仿真平臺硬件組成266
942上位機程序設計267
95數字液壓減搖鰭性能試驗及結果分析268
951數字液壓減搖鰭鰭角跟蹤試驗268
952數字液壓減搖鰭生搖試驗269
953數字液壓減搖鰭減搖試驗271
96小結273
參考文獻273
第10章數字液壓缸驅動的Stewart平臺控制技術275
101數字液壓缸驅動的Stewart平臺系統組成276
1011總體構成276
1012控制系統277
1013測試系統278
1014軟件設計279
102Stewart平臺系統振動的微分方程280
1021系統剛度矩陣280
1022分支局部坐標系282
1023RPY角描述282
1024系統振動的微分方程283
103液壓Stewart平臺的起動與換向振動285
1031液壓Stewart平臺振動的解析表達式285
1032液壓Stewart平臺起動平穩性分析288
1033運動慣性引起的液壓衝擊290
1034非對稱結構引起的壓力躍變291
1035試驗結果與討論293
104數字液壓缸驅動Stewart平臺的魯棒抑振控制296
1041並聯6分支液壓伺服系統的數學模型297
1042液壓Stewart平臺的控制策略探討299
1043基於摩擦力觀測器和理想分支力的前饋力補償H∞抑振控制300
105小結310
參考文獻311