【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液压控制系统领域，具体涉及一种基于双阀并联的液压机多缸调平系统自适应控制方法。
技术介绍
1、热塑性复合材料常采用拉挤、缠绕及模压等成型工艺，使用模压成型工艺的复合材料液压机应用最为广泛。复合材料液压机的活动梁在压制过程中极易发生偏斜，导致压制加载不均影响压制件的精度，因此常配有被动式四角调平系统抑制活动梁发生倾斜，从而提升制品品质。然而在压制行程中仍存在目前被动式四角调平系统无法解决的问题：一是加压下行过程中调平缸需要通过活动梁实现下行建压，因此二者速度处于不匹配状态，导致压力突变形成多余力，其干扰压力输出从而无法实现预期压力，影响活动梁位置精度；另一方面是活动梁压制负载后产生的偏载力矩对调平系统而言是未知的扰动量，无法精准实现调平缸压力实时调配，从而影响活动梁位置精度。因此需要设计一种新的控制方法，能够解决多余力与未知偏载干扰的问题，实现高精度同步控制。参考专利cn210034034u构建了并联双阀结构电液伺服阀加载系统，缓解现有技术中舵机电液加载系统误差大的技术问题。又如参考专利cn112096696b泵控非对称液压位置系统自适应反演控制方法，设计了多个lyapunov函数，减少了负载干扰的影响。
2、上述控制方法虽然能够提升液压系统控制精度，但仍存在一些不足与局限性：
3、(1)液压机通过活动梁加压下行过程中调平缸产生的强迫流量干扰压力输出从而无法实现预期压力，影响活动梁受力而降低位置精度。针对此问题直接采用双阀并联虽然能一定程度减少多余力冲击，但未考虑实际活动梁压制负载瞬间速度突变
4、(2)液压机多缸调平系统在压制负载时将面临未知的偏载扰动，降低了多缸调平系统的稳定性从而影响活动梁压制精度。针对此问题，简单的泵控或阀控系统所设计的自适应策略虽然能对未知状态进行设计与观测，但液压机多缸调平系统作为过驱动系统，常规的自适应控制器难以适应四角调平系统存在的四输入二输出关系，造成控制解耦难度大，无法实现精准同步控制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于双阀并联的液压机多缸调平系统自适应控制方法，该方法可缓解液压机多余力冲击的干扰并对未知偏载进行估计，从而实现高精度同步控制。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于双阀并联的液压机多缸调平系统自适应控制方法，包括以下步骤：
3、步骤1：建立基于双阀并联的液压机多缸调平系统的动力学模型；
4、步骤2：基于所建立的液压机多缸调平系统的动力学模型，将四个调平缸对角位移设计为对角调平缸位移误差之和与对角调平缸位移误差之差的位移误差关系，将位移误差关系输入到模型参考自适应控制器中，通过模型参考自适应控制器不断更新控制参数，实现对偏载的估计与纠偏力矩的输出；
5、步骤3：根据纠偏力矩的输出获得四个调平缸的期望控制电压，将期望控制电压输入至伺服比例阀，此外通过位移与速度变化关系得到双阀并联中流量补偿阀的期望控制电压，通过双阀并联共同控制调平缸，实现四个调平缸鲁棒调平控制。
6、进一步地，步骤1中，所述基于双阀并联的液压机多缸调平系统的动力学模型的具体实现方法如下：
7、所述液压机多缸调平系统主要由活动梁和四个调平缸、伺服比例阀及流量补偿阀组成，通过四个调平缸作用实现活动梁的被动式调平：恒压油源流经减压阀到达调平缸有杆腔，使得调平缸有杆腔压力为恒值，调平缸无杆腔由伺服比例阀与流量补偿阀并联控制压力，从而使得调平缸两腔具有压力差，实现调平力的输出；
8、针对所述液压机多缸调平系统，作出如下假设：
9、(1)系统进油压力ps即是泵源压力，默认为恒定压力，回油压力为零；
10、(2)忽略液压油在液压管路中的压力沿程损失以及液压油温变化对油液粘度的影响；
11、(3)伺服比例阀与流量补偿阀之间的阀口流量系数相同，且控制电压与阀芯位移看作比例关系；
12、(4)伺服比例阀与流量补偿阀都是理想的零开口四边滑阀，节流口之间均视为匹配对称；
13、因此，由小孔节流流量方程得到单个调平缸的数学模型为：
14、
15、式中，pj1、pj2分别为j号调平缸无杆腔、调平缸有杆腔的压力值；βe为调平缸有效体积弹性模量；v0为调平缸无杆腔的初始容积；a1为调平缸无杆腔的面积；a2为调平缸有杆腔的面积；xjp为j号调平缸活塞的位移值；qj为流入j号调平缸无杆腔的总流量；ctp为液压缸总泄漏系数；cd为流量系数；w1、w2分别为伺服比例阀、流量补偿阀的面积梯度；xjv1、xjv2分别为伺服比例阀、流量补偿阀的阀芯位移；mt为活塞及相应负载折算的总质量；fl为作用在活塞杆上的外负载力，与调平缸对活动梁作用力相等；b为粘性阻尼系数；k为弹簧刚度；
16、将所述活动梁视为均匀刚体，以平行于活动梁长的方向为x轴，平行于活动梁宽的方向为y轴，垂直于活动梁平面的方向为z轴，活动梁的几何中心为原点建立直角坐标系，考虑活动梁绕x、y轴方向的旋转运动以及沿z轴方向的上下移动，根据动力学方程与活动梁的几何关系，得到活动梁的动力学方程：
17、
18、式中，lx、ly分别为调平缸到活动梁的x、y轴的距离；m为活动梁总质量；xo为活动梁中心沿z轴位移；fz为液压机的主缸对活动梁的压力；g为活动梁总重力；f1～f4为四缸对活动梁的压力；jx、jy分别为活动梁绕x、y轴旋转的转动惯量；θx、θy分别为活动梁绕x、y轴的转角；mx、my分别为活动梁绕x、y轴的偏载力矩；
19、四个调平缸与活动梁紧密接触，故其位移(x1p,x2p,x3p,x4p)等于活动梁各角在z方向的位移，且活动梁偏转位移量相对于其尺寸极小，偏转角θx和θy很小，故将sinθ处理为θ，得到：
20、
21、由式(2)-(3)整理得到活动梁的数学模型为：
22、
23、结合式(1)、(4)即得到所述基于双阀并联的液压机多缸调平系统的动力学模型。
24、进一步地，步骤2中，所述位移误差关系为：
25、所述液压机多缸调平系统的四个调平缸位移能直接反应活动梁偏转状态，将四个调平缸对角位移关系进行设计，消去式(4)中的活动梁中心位移xo，使
26、
27、则活动梁的数学模型为：
28、
29、式中，
30、进一步地，步骤2中，所述模型参考自适应控制器为：
31、基于式(6)的活动梁的数学模型，设计对位移偏差量xm、xn的控制，其动态描述为：
32、
33、设定位移偏差量xm的期望值为xmd，位移偏差量xn的期望值为xnd，则其跟踪误差表示为e1＝xmd-xm，e2＝xnd-xn；设定xm、xn的估计补偿项分别为则定义其补本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于双阀并联的液压机多缸调平系统自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于双阀并联的液压机多缸调平系统自适应控制方法，其特征在于，步骤1中，所述基于双阀并联的液压机多缸调平系统的动力学模型的具体实现方法如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于双阀并联的液压机多缸调平系统自适应控制方法，其特征在于，步骤2中，所述位移误差关系为：
4.根据权利要求3所述的一种基于双阀并联的液压机多缸调平系统自适应控制方法，其特征在于，步骤2中，所述模型参考自适应控制器为：
5.根据权利要求4所述的一种基于双阀并联的液压机多缸调平系统自适应控制方法，其特征在于，双阀并联的具体连接方式为：
6.根据权利要求5所述的一种基于双阀并联的液压机多缸调平系统自适应控制方法，其特征在于，步骤3中，流量补偿阀的期望控制电压为：
【技术特征摘要】
1.一种基于双阀并联的液压机多缸调平系统自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于双阀并联的液压机多缸调平系统自适应控制方法，其特征在于，步骤1中，所述基于双阀并联的液压机多缸调平系统的动力学模型的具体实现方法如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于双阀并联的液压机多缸调平系统自适应控制方法，其特征在于，步骤2中，所述位移误差关系为：
...【专利技术属性】
技术研发人员：杜恒，伍烨，张志忠，黄惠，罗嘉合，李苏，倪连森，廖青龙，李泽荣，王浩杰，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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