【摘 要】
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电动静液作动器（EHA）作为一种泵控的闭式液压系统优点颇多,例如低重量、结构简单紧凑、维护容易、拥有较高的可靠性等,因此在飞机、主动悬挂系统、汽车等多种领域有着广泛的工程应用背景。但是EHA在工作中也会存在问题,如EHA执行机构会在长时间连续作动的情况下发生执行器内部密封磨损,进而导致内泄漏故障的发生,使系统性能恶化;同时系统中包含大量不确定性,这种不确定性的存在会大大影响系统的控制性能。本论文的
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电动静液作动器（EHA）作为一种泵控的闭式液压系统优点颇多,例如低重量、结构简单紧凑、维护容易、拥有较高的可靠性等,因此在飞机、主动悬挂系统、汽车等多种领域有着广泛的工程应用背景。但是EHA在工作中也会存在问题,如EHA执行机构会在长时间连续作动的情况下发生执行器内部密封磨损,进而导致内泄漏故障的发生,使系统性能恶化;同时系统中包含大量不确定性,这种不确定性的存在会大大影响系统的控制性能。本论文的研究对象为EHA实验台,该实验台可对液压缸内泄漏故障进行模拟,研究内容是EHA对称缸的油液内泄漏故障诊断,以及针对包括内泄漏故障等诸多系统不确定性对执行元件进行容错位置控制,具体工作如下:（1）对小波分析及经验模态分解的理论背景进行研究,从原理及过程上阐述了小波分解及经验模态分解的信号处理方法,总结两种方法的优缺点,并对二者存在的局限性进行讨论。（2）从EHA实验台的电气系统和液压系统原理的角度出发,全面介绍了实验台的各个组成部分。对液压缸进行内泄漏故障模拟,采集对应腔室的压力信号,并使用小波分析和经验模态分解两种方法对压力信号进行分解完成特征提取,对比故障与健康操作模式下的特征变化,证实出两种方法均可以实现故障及故障等级的判断,同时将二者的诊断效果进行对比。（3）建立了 EHA实验台的数学模型,根据实际情况测得实验台的确定与不确定参数及其变化范围,运用定量反馈理论设计出针对系统不确定性及内泄漏故障的QFT容错位置控制器并和PID控制器进行容错控制效果阶跃响应仿真对比。（4）使用QFT控制器针对仿真效果进行实验验证,利用MATLAB/Simulink软件搭建出控制器模块,通过嵌入其中的Quarc软件控制伺服电机以实现液压缸的作动,模拟调节内泄漏故障以验证所设计的QFT控制器的实际控制效果。结果表明,根据EHA双杆缸腔室内的压力信号,使用小波分析和经验模态分解均可以判断出内泄漏故障及故障等级。所设计的QFT容错控制器仿真与实验结果大体相同,可以满足系统的性能要求。
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