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内容简介

本书在总结数字液压领域已取得的最新研究成果的基础上，给出了数字液压的明确定义，介绍了典型的数字液压元件，探讨了数字液压技术在实际应用中的控制问题。本书主要内容包括数字液压阀、数字液压缸建模与仿真、一体化数字液压舵机、调距桨数字液压系统模型参考自适应控制和返步鲁棒自适应控制、变频数字液压系统自适应控制、数字液压负载敏感系统非线性鲁棒控制、数字液压减摇鳍鲁棒控制及数字液压缸驱动的Stewart平台控制技术等。 本书可供液压领域的科研人员、工程技术人员使用，也可供相关专业的院校师生使用。

目 录

前言 第1章 绪论 1.1 液压控制技术的发展与应用 1.1.1 流体控制相关理论的发展 1.1.2 液压控制技术的发展及应用 1.2 数字液压元件 1.2.1 数字液压技术简介 1.2.2 数字液压阀 1.2.3 数字液压缸 1.2.4 数字液压泵 1.2.5 数字液压马达 1.3 数字液压阀的新发展 1.3.1 高速开关电-机械执行器的发展 1.3.2 高速开关阀阀体结构优化与创新 1.3.3 高速开关阀并联阀岛研究 1.3.4 高速开关阀应用新领域 1.4 数字阀控制技术 参考文献 第2章 数字液压阀 2.1 典型增量式数字阀结构形式 2.1.1 单步进电动机数字阀 2.1.2 双步进电动机数字阀 2.1.3 2D数字阀（液压螺旋伺服式数字阀） 2.2 增量式数字阀建模 2.2.1 数学模型 2.2.2 AMESim模型 2.3 增量式数字阀仿真分析 2.3.1 阀口截面形式影响分析 2.3.2 阀芯遮盖形式影响分析 2.3.3 输入信号形式影响分析 2.4 小结 参考文献 第3章 数字液压缸建模与仿真 3.1 典型的内驱式数字液压缸结构形式 3.1.1 机械反馈式数字液压缸 3.1.2 磁力耦合式数字液压缸 3.1.3 螺旋伺服式数字液压缸 3.1.4 内循环式数字液压缸 3.1.5 多闭环控制数字液压缸 3.2 数字液压缸建模 3.2.1 传递函数模型 3.2.2 状态方程模型 3.3 理论解析 3.3.1 控制结构和参数意义解析 3.3.2 系统位移响应特性分析 3.3.3 速度特性分析 3.3.4 活塞及阀芯平衡位置分析 3.3.5 补偿控制分析 3.4 仿真分析 3.4.1 系统阶跃响应特性分析 3.4.2 系统供油压力和数字滑阀死区影响仿真分析 3.4.3 数字滑阀径向泄漏及传动间隙影响仿真分析 3.4.4 反馈形式及刚度影响仿真分析 3.4.5 非线性摩擦及Stribeck速度影响仿真分析 3.4.6 非对称阀控非对称缸方式分析 3.5 小结 参考文献 第4章 一体化数字液压舵机 4.1 一体化数字液压舵机系统方案设计 4.1.1 设计要求 4.1.2 系统方案 4.2 转舵机构及负载特性分析 4.2.1 转舵机构分析 4.2.2 负载特性分析 4.3 试验平台设计 4.3.1 硬件设计 4.3.2 软件系统设计 4.4 试验与分析 4.4.1 空载试验 4.4.2 加载试验 4.5 小结 参考文献 第5章 调距桨数字液压系统模型参考自适应控制 5.1 模型参考自适应控制的理论基础 5.1.1 Popov超稳定理论 5.1.2 无零点系统的模型跟随问题 5.2 模型参考自适应控制器设计 5.2.1 系统描述 5.2.2 控制器设计 5.3 控制器仿真研究 5.3.1 对阶跃信号响应的仿真研究 5.3.2 对外负载扰动的仿真研究 5.3.3 对噪声干扰的仿真研究 5.3.4 对输入干扰的仿真研究 5.4 试验验证 5.4.1 调距桨数字液压系统试验平台 5.4.2 调距桨数字液压系统试验研究 本章小结 5.5 小结 参考文献 第6章 调距桨数字液压系统返步鲁棒自适应控制 6.1 鲁棒自适应控制的理论基础 6.2 模型参考Backstepping鲁棒自适应控制器设计 6.2.1 系统描述 6.2.2 自适应律求解 6.2.3 控制器稳定性证明 6.3 参考模型优化 6.4 控制器仿真研究 6.4.1 对阶跃信号响应的仿真研究 6.4.2 对外负载扰动的仿真研究 6.4.3 对噪声干扰的仿真研究 6.4.4 对时变参数的仿真研究 6.5 小结 参考文献 第7章 变频数字液压系统自适应控制 7.1 变频数字液压系统数学模型及其不确定参数分析 7.1.1 变频数字液压系统工作原理 7.1.2 变频数字液压系统非线性模型 7.1.3 变频数字液压系统非线性模型中的不确定参数及输入饱和现象分析 7.2 基于自适应滑模控制的变频数字液压系统控制研究 7.2.1 不考虑输入饱和的自适应滑模控制器设计 7.2.2 考虑输入饱和的自适应滑模控制器设计 7.2.3 考虑输入饱和的自适应滑模控制器仿真分析 7.3 基于自适应模糊控制的变频数字液压分级压力控制研究 7.3.1 变频数字液压系统分级压力控制方案设计 7.3.2 系统中不确定函数的最佳模糊逼近 7.3.3 不考虑输入饱和的自适应模糊控制器的设计 7.3.4 考虑输入饱和的自适应模糊控制器的设计 7.3.5 考虑输入饱和的自适应模糊控制器仿真分析 7.4 小结 参考文献 第8章 数字液压负载敏感系统非线性鲁棒控制 8.1 数字液压负载敏感系统非线性建模及负载敏感压力设定值研究 8.1.1 数字液压负载敏感系统工作原理 8.1.2 数字液压负载敏感系统非线性模型 8.1.3 数字液压负载敏感系统非线性模型中的不确定参数分析 8.1.4 负载敏感压力设定值对系统动态特性的影响及能耗特性的影响 8.2 不考虑输入饱和的数字液压负载敏感系统动态反馈控制研究 8.2.1 数字液压负载敏感系统鲁棒动态反馈控制器设计 8.2.2 数字液压负载敏感系统鲁棒动态反馈控制器仿真分析 8.3 考虑输入饱和的数字液压负载敏感系统静态补偿控制研究 8.3.1 考虑输入饱和的静态补偿器设计 8.3.2 考虑输入饱和的静态补偿器仿真分析 8.4 数字液压负载敏感、分级压力、变频控制对比研究 8.5 小结 参考文献 第9章 数字液压减摇鳍鲁棒控制 9.1 数字液压减摇鳍执行机构原理 9.2 数字液压减摇鳍仿真模型 9.2.1 海浪模型 9.2.2 船舶横摇模型 9.2.3 减摇鳍模型 9.2.4 转鳍机构及液压系统建模 9.2.5 船舶-减摇鳍-数字液压系统建模 9.3 考虑输入饱和及状态饱和的减摇鳍控制器设计及减摇仿真 9.3.1 考虑输入饱和的状态反馈控制器设计 9.3.2 船舶-减摇鳍-液压系统减摇仿真分析 9.4 基于DSP的数字液压减摇鳍半实物仿真平台组成及工作原理 9.4.1 数字液压减摇鳍半实物仿真平台硬件组成 9.4.2 上位机程序设计 9.5 数字液压减摇鳍性能试验及结果分析 9.5.1 数字液压减摇鳍鳍角跟踪试验 9.5.2 数字液压减摇鳍生摇试验 9.5.3 数字液压减摇鳍减摇试验 9.6 小结 参考文献 第10章 数字液压缸驱动的Stewart平台控制技术 10.1 数字液压缸驱动的Stewart平台系统组成 10.1.1 总体构成 10.1.2 控制系统 10.1.3 测试系统 10.1.4 软件设计 10.2 Stewart平台系统振动的微分方程 10.2.1 系统刚度矩阵 10.2.2 分支局部坐标系 10.2.3 RPY角描述 10.2.4 系统振动的微分方程 10.3 液压Stewart平台的起动与换向振动 10.3.1 液压Stewart平台振动的解析表达式 10.3.2 液压Stewart平台起动平稳性分析 10.3.3 运动惯性引起的液压冲击 10.3.4 非对称结构引起的压力跃变 10.3.5 试验结果与讨论 10.4 数字液压缸驱动Stewart平台的鲁棒抑振控制 10.4.1 并联6分支液压伺服系统的数学模型 10.4.2 液压Stewart平台的控制策略探讨 10.4.3 基于摩擦力观测器和理想分支力的前馈力补偿H∞抑振控制 10.5 小结 参考文献

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