從化路燈車出租， 路燈車出租， 從化路燈車出租公司   自適應反步滑模控制動態加載場合下電液力系統的性能分析    為了探究所設計的自適應反步滑模控制器的可行性與控制效果，根據搭建的電液力系統仿真模型，在動態加載的工況下進行不同指令信號的仿真，最后將本文采用變指數趨近律的自適應反步滑模控制與文獻采用冪次趨近律的反步滑模控制器進行仿真對比，評價控制器的效果，以佐證所設計自適應反步滑模控制策略的有效性。 根據搭建的電液力系統 Simulink 模型，對加入控制器后的電液力系統進行性能仿真分析，結果如下：

 

     （1）所設計的自適應反步滑模控制器具有極好的穩定性，能較好地抑制負載剛度、液壓剛度、負載質量和液壓缸總容腔等參數變化對系統頻率特性的影響。

 

    （2）分析了加入自適應反步滑模控制器的系統伺服閥閥口開度，結果表明：在加入位置擾動后，伺服閥閥口反向運動，進油腔變成回油腔排出多余的強迫流量，隨著位置擾動增加，閥口開度增加，及時排出的流量也從隨之增加，所設計的控制器在位置擾動下能及時有效地排出強迫流量。 

    （3）加入自適應反步滑模控制器后，當指令信號為正弦信號時，系統在 4  ms時能較好的跟蹤指令信號，電液力系統的響應速度大幅提升，電液力系統進行 12 Hz 的指令力加載，系統輸出力最大跟蹤誤差為 62.4 N，約為 1.8%，相位滯后為 7.2°，系統輸出位移最大跟蹤誤差為 4.5%，相位滯后為-0.2°，有效拓展了電液力系統頻寬。針對電液力系統輸出位移出現的抖振，對其進行頻譜分析，負載質量的固有頻率部分所占比值為 9.9%，表明電液力系統輸出位移的抖振主要是由負載質量引起。

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     （4）加入自適應反步滑模控制器后，在變剛度條件下，對系統施加斜坡指令信號，其輸出力跟蹤誤差保持在 30N 以內，輸出位移跟蹤誤差保持在 0.17mm 以內，隨著剛度絕對值的減小，系統輸出力的跟蹤誤差變小，輸出位移的跟蹤誤差變大。影響系統輸出力的主要因素為負載質量隨活塞桿運動產生的負載質量慣性力，影響系統輸出位移的主要因素為負載質量隨活塞桿的運動，加入變指數趨近律的系統能較好地抑制負載質量的影響。 

     （5）針對滑模變結構控制抖振抑制效果進行了分析，當進行正弦信號指令力加載，采用變指數趨近律的電液力系統能較好地抑制系統中各種干擾信號的影響，其輸出主要由指令信號構成，基本不產生抖振；采用冪次趨近律的電液力系統在負載質量較小時能較好地抑制高頻信號的影響，頻率越低，其抑制能力越弱，其輸出由指令信號和干擾信號構成，在系統的上升階段會產生輕微的抖振；在負載質量所引起的負載質量慣性力在總輸出負載力中的占比約為 20%的極端工況下，采用變指數趨近律的控制器仍具有較好的效果，而采用冪次趨近律的系統控制效果減弱，系統的輸出力出現較大的抖振。 

     （6）針對不同的負載質量進行階躍、正弦和斜坡力指令信號下電液力系統位置跟蹤性能仿真，位置干擾信號為正弦信號時，在不同的負載質量下電液力系統的相位滯后均較小，系統的幅值誤差隨負載質量的增加而變大，在負值質量為 200kg時，系統幅值誤差最大為 8.7%，說明所設計的控制器能使系統較好地跟蹤指令位移。 

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