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现代液压伺服控制,由于工况的变化及一些不定的因素,故普遍存在较大程度的参数变化和负载干扰。对于位置控制系统来说,惯性负载和弹性负载变化对系统稳定性及系统性能有非常大的影响,甚至使系统不稳定。因此,设计出高精度、高鲁棒性能的控制系统的要求越来越迫切了。 本文以电液位置控制系统为背景,将H∞控制理论应用于液压控制系统。通过H∞控制理论设计一个结构和参数均不变的控制器,令系统在处于系统参数变化时仍能保持较好的性能。文章一开始建立了电液位置控制系统的数学模型并对各个参数变化对系统的影响作了详细的分析,在分析的基础上,采用了H∞控制理论的分支理论——混合灵敏度的理论设计控制器以消除参数变化给系统带来的不利影响。 在设计H∞控制器的过程中,为了使设计出的控制器阶数少,故对原系统模型进行降阶。并为满足控制器的求解条件且使权函数能够很好地反映系统的性能要求和参数变化的界限,反复进行了权函数的选取。文中不仅给出了一般加权函数的选用原则,而且针对该电液位置控制系统分析了权函数中各个参数变化对系统的影响,对液压控制系统进行H∞设计有一定的借鉴作用。 为了说明该方法设计控制器的特点,在对系统进行H∞控制器设计的同时还运用经典控制技术设计了P和PID控制器,并将他们进行比较。仿真和试验结果表明,在H∞控制器作用下的系统具有非常好的鲁棒性,很好的参数适应性且具有较高的抑制噪声能力,证明了此控制策略的可行性。 最后对H∞控制器进行了特性分析,文中几种控制器的比较分析,在频域内解释了H∞控制器优于其他控制器的原因。另外,本文对试验方法作了简介。