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２００６年第５压与气动２９
液压位置伺服系统的模糊滑模控制器设计
汤青波，张国新，梁建伟
ＤｅｓｉｇｎｏｆＦｕｚｚｙＳｌｉｄｉｎｇＭｏｄｅｌＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒＨｙｄｒａｕｌｉｃ
ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｒｖｏＳｙｓｔｅｍ
ＴＡＮＧＱｉｎｇ—ｂｏ，ＺＨＡＮＧＧｕｏ－ｘｉｎ，ＬＩＮＡＧＪｉａｎ—ｗｅｉ
（江西理工大学机电工程学院，江西赣州３４１０００）
摘要：针对液压位置伺服系统存在比较大的不确定性及干扰，提出了一种新的模糊滑模控制方法。用
模糊控制器逼近滑模控制中的等效控制，通过不连续控制以保证闭环控制系统的稳定性，用饱和函数平滑不
连续控制以抑制抖振。仿真和实验结果表明，该方法不仅能实现快速、准确跟踪，有效抑制抖振，并且对参数
变化及外力扰动具有很强的鲁棒性。
关键词：液压位置伺服系统；滑模控制；模糊控制
中图分类号：ＴＰ２７１文献标识码：Ｂ文章编号：１０００—４８５８（２００６）０５—００２９—０３
１前言式中，Ｋ为电液比例阀流量增益，（ｍ２／Ｓ）／Ａ；Ｃ
液压系统工作环境复杂，系统存在比较大的不确为总泄漏系数；ｍ为负载质量，ｋｇ；Ｃ为阻尼系数，．
定性，如流体的压缩性和流量压力关系引起的非线性，ｓ／ｃｍ；Ｆ为外干扰力，ｋｇ；Ｋ。为弹簧的弹性系数，
内漏引起的死区，以及液压系统的线性化所引起的诸ｋｇ／ｃｍ；Ａ为活塞等效面积，ｍ２。
多不确定等，而且许多液压系统都存在外部负载干扰。考虑到位置伺服系统通常没有弹簧负载，即Ｋ。
而系统要求稳态误差小、快速性好，这给控制系统的设０，由式（１）、（２）、（３）、（４）可得由液压缸组成的液压
＝
计带来很大的困难。文献［１］对液压系统采用一般的位置伺服控制系统传递函数为：
变结构控制，系统存在较大的抖振。文献［２］采用变结ｋｘｋｔ．ｖ
构自适应控制，算法复杂，难以实时实现。ｙ一二盟墨！：：：（５）
本文采用模糊滑模控制的方法设计液压位置伺服ｙ：ｓ二（＋ｓ＋１）
系统，用模糊控制逼近滑模控制中的等效控制，使系统Ｕｈ（。（Ｕｈ
的状态保持在滑动平面上，通过不连续控制以保证闭其中，０３ｈ＝２Ａ７为液压缸的液压固定频
环控制系统的稳定性，用饱和函数平滑不连续控制以率，＝√＋√为液压缸的阻尼比，
抑制抖振。
２液压位置伺服系统的数学模型ｋｔ：Ｃｔ＋ｋｐ。
液压位置伺服控制系统由控制器、电液比例阀、液３模糊滑模控制器设计［３，４］
压缸和位置传感器组成。
将开环传递函数式（５）转化为以ｌ＝ｒ—Ｙ，ｘ２
（１）电液比例阀的传递函数：
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