由于舞台艺术升降平台的同步性能要求越来越高,业内已经开始全面应用液压比例技术来装备、改造新老液压升降平台系统。高性能液压比例同步技术的应用,大大地提高了液压升降平台的同步性能,明显地改善了舞台表演效果。多片液压升降平台液压升降系统动态特性的不一致,是升降平台不同步的重要因素。笔者采用了一种模型参考自适应方法,成功地解决用常规控制方法难以解决的保持多片液压升降平台液压系统动态特性一致的控制问题。经实验并测试,多片升降平台从过去的同步误差10mrr~m提高到2mm/m以内,完全满足了舞台使用的要求。
一、问题的提出
多片液压升降平台的每个升降系统的升降油缸及比例系统是完全独立的,以往在升降平台系统中,控制系统所有比例系统的给定升降信号是同一量,并简单地认为所有升降系统的动态特性是一致的,不考虑其在升降过程中同步性能的影响。随着现代剧场升降平台同步要求越来越高,升降平台的现代化水平也在不断地提高。高速度、高同步精度既是现代化剧场不断发展的目标,又是一不可回避的矛盾。双片液压升降平台升降系统动态特性的不一致性对升降平台同步的影响就是这矛盾的突出表现。这种不一致性主要有:电磁比例阀及其它部件的特性的离散性,安装位置的不同及安装质量和工作条件存在差异等。另外,升降平台升降系统的负荷也存在差异,若有一台很重的道具,而其它升降平台空载,这也是造成升降平台升降系统动特性不一致的一个主要因素。升降系统动态特性的不一致会导致台面升降不同步。
三、液压升降系统模型参考自适应控制(MRAC)的模型建立
为了减小升降平台液压升降系统动态特性的不一致,首先提出并采用了如图4所示的结构来研究该系统的模型参考自适应控制(MRAC)设计,即让所有被控对象同时跟踪一个参考模型,一是在选择参考模型中,力图通过使系统的各项性能指标优于常规控制方法下的系统性能指标,二是所有升降系统跟踪同一参考模型以使所有系统获得一致的动态特性。
四、结论
根据以上液压升降平台液压系统输入输出方程和参考模型,再利用波波夫超稳定理论,可构造详细的模型参考自适应控制系统结构。从而可进一步没计出控制器对升降平台进行精确的同步控制。该模型可应用于利用比例阀或伺服阀使油缸同步的舞台设备中的液压系统。最后说明的一点是,该模型可应用于三台以上的液压升降平台的同步控制。