偏移重载双缸同步电液伺服系统特性及控制策略研
究
摘要
本文主要研究了电液力位切换伺服系统的同步控制问题，特别是在大惯/
量伺服系统中的应用。随着技术的进步，单个液压执行机构已经不能满足需求，
在重型工业、大型机械设备和加载实验平台等领域中，两缸及多缸活塞杆的同
步控制得到广泛应用，同步运行成为研究的热点。研究首先从理论上探讨提高
同步控制精度的方法，建立了力和位置系统的数学模型和同步模型，设计了三
种不同的控制器，针对单缸系统和双缸力位切换同步系统进行了研究。通过/
AMESimSimulink
与平台的联合仿真研究了同步控制精度，并最终建立了实验
平台，验证了控制器的有效性。具体研究内容如下：
(1)本文的研究重点是力和位置伺服系统的同步控制问题。首先结合系统各
个环节的工作原理和受力分析，建立了相应的数学模型；再建立电液力和位置
伺服系统的传递函数模型和同步模型，并对系统的动态特性进行研究分析。
(2)PIDPIDRBFPID
设计了经典、模糊和模糊神经网络控制器，并利用
Simulink软件搭建了相应的控制系统模型进行仿真研究，得出了控制器在不同
输入信号下的性能表现，并对结果进行分析，确定位置控制系统采用模糊PID
控制，力控制系统采用模糊RBF神经网络PID控制。联合使用AMESim与
Simulink平台进行仿真，电液力位切换主从同步控制方式的控制性能与对单缸/
控制仿真结果基本一致。当液压缸输出力达到理想值时，系统能够迅速切换成
位置控制系统，两控制系统能够快速达到稳态。
(3)实验研究双缸力位切换同步控制系统的同步性问题，通过搭建实验台/
和控制器、实施实验和分析结果，对双缸力位切换同步控制系统的同步性问/
题进行了研究，实验结果与之前的仿真结果进行对比分析，为该系统的控制方
案提供了实际验证。
关键词：电液伺服系统；双缸同步；联合仿真；力位切换控制；模糊/RBF神
经网络PID控制
-I-
Researchonthecharacteristicsandcontrolstrategy
ofoffsetheavy-dutytwo-cylindersynchronous
electro-hydraulicservosystem
Abstract
Thisarticlemainlyinvestigatesthesynchronizationcontrolproblemofelectro-
hydraulicforce/positionswitchingservosystems,especiallyintheapplicationto
largeinertialservosystems.Withtechnologicaladvancements,asinglehydraulic
actuatorisnolongersufficienttomeetthedemands.Insectorssuchasheavy
industries,large-scalemachinery,andloadingtestplatforms,synchronizationcontrol
ofdual-cylinderandmulti-cylinderpistonrodshasbeenwidelyapplied,making
synchronousoperationaresearchhotspot.Thestudyfirstexploresmethodsto
enhancesynchronizationcontrolaccuracytheoretically,establishesmathematical
mode