发明公开基于状态反馈大型液压机节流系统对称化控制系统，涉及液压机控制方法领域。
背景技术：
1、非对称阀控液压缸系统广泛应用于各类大型装备，为实现系统高响应、高精度和强鲁棒性，丰富和发展非对称阀控液压缸系统理论，开展系统的非对称特性和对称化控制研究是推动制造业的智能化进程，提高生产力的重要举措。
2、目前由于阀控液压缸系统结构和负载的非对称性，使液压缸在伸出和缩回两个运动方向上存在平衡位置偏移、稳定性和超调变化等动、静态特性不一致的问题，给阀控液压缸系统的建模和控制带来很大困难，成为制约系统性能进一步提高的关键因素。
3、以300mn模锻液压机节流系统控制为例，对阀控液压缸系统动作过程进行分析。液压机速度控制系统采用的是“先导阀+节流阀”的控制形式，本质上是一个阀控非对称液压系统，当活动横梁的速度过大时，减小节流阀的开启高度，当速度变小时，增大节流阀阀芯的开口度。实际应用中发现：由于节流阀阀芯开启和关闭两个方向的特性不一样，采用单一的控制器不能同时满足启闭两个方向的快速性与稳定性要求。如果按照速度较慢的方向设计系统，较快的方向就会出现振荡，如果按照较快的方向设计系统，较慢的方向上响应速度就更慢。分析其原因，除了本身的非对称结构外，在启闭两方向，外载荷还存在着明显的不同，可以认为在液压机工作过程中存在外载荷和系统本身结构的非对称状态变化。
4、为了提高系统的控制性能，技术人员提出了正反向不一样的控制策略，具体做法是：在控制策略上采取正反向不一样的控制参数，以解决系统非对称响应和控制精度差的问题，但是在使用过程中发现，当系统改变或者参数变化时，需要相当专业的技术人员重新设计或调试控制器，导致了非对称控制方法移植性较差，控制参数调试困难，设计和维护难度大，很难保证正反特性一致。
技术实现思路
1、本发明的基于状态反馈大型液压机节流系统对称化控制系统，解决了现有的非对称阀控液压缸系统存在正反向动静态特性不一致的问题。
2、为达到上述目的，采用的技术方案如下：
3、基于状态反馈大型液压机节流系统对称化控制系统，包括输入信号与状态信号采集模块、状态反馈对称化控制环节设计模块；
4、所述输入信号与状态信号采集模块用于采集节流系统中的状态参数作为输入信号；
5、所述状态反馈对称化控制环节设计模块用于根据采集模块采集到的状态参数、以及系统参数、输入变量得出系统的状态反馈对称化控制律的算法表达式，并将算法表达式加入液压机节流系统。
6、优选的，所述状态参数包括惯性元件动量、液压缸位移、液压缸两腔容积。
7、优选的，还包括输入输出对称性验证模块，所述输入输出对称性验证模块通过输入信号与状态采集模块在不同的时间段设定无杆腔压力为一定的值并采集系统位移、速度和压力信号，通过输入输出对称性验证模块验证系统是否具有输入输出对称性。
8、优选的，还包括一致性验证模块，所述一致性验证模块通过输入信号与状态采集模块分别设定比例阀正反方向相同位移，通过正反向一致性验证模块验证负载速度和位移是否具有正反向一致响应性
9、优选的，算法表达式具体的求解方法如下：假设存在一个反馈控制矩阵k和一个前馈控制矩阵l使节流系统转化成状态空间对称系统，则转换后的新输入矩阵：
10、v＝kx+lu
11、反馈后的系统可以表示为：
12、
13、再利用状态空间对称系统的判定方法求解反馈矩阵k和补偿矩阵l。
14、优选的，具体判定方法如下：由状态空间对称系统判定方法可知，如果转换后闭环系统是状态空间对称的，则满足下述条件：
15、a+bk＝(a+bk)t
16、ct＝bl
17、求解上述矩阵方程组即可得k和l的对称化控制算法表达式如下：
18、
19、其中，z为相应维数的任意对称矩阵，bt的奇异值分解为即
20、
21、且系统稳定的充要条件是utau2<0。
22、与现有技术相比，本发明的有益效果：
23、1、本方案在准确获取阀控液压缸系统的结构和负载等非对称特性及其耦合影响规律的的前提下，建立了系统的状态空间数学模型，得出非对称系统对称化转换的参数化表达式，设计系统对称化转换的控制环节，为非对称系统通过基于状态空间转换的对称化控制提供了理论基础。
24、2、针对阀控非对称液压缸系统正反向响应不一致的问题，现有方法主要表现在通过正反向非对称pid控制策略来改善系统非对称性，该类方法存在的普遍问题是控制策略复杂，方法可移植性差，本方案提出了基于状态空间转换的对称化控制方法，将控制难题转变为模型转换问题，通过仿真和实验，揭示了对称化转换控制后系统满足输入输出对称性和正反向一致响应特性，而且由于转换后系统对外呈现对称特性，为阀控非对称液压缸系统的精确控制提供了一种控制策略简单，移植性好的控制方法。
1.基于状态反馈大型液压机节流系统对称化控制系统，其特征在于：包括输入信号与状态信号采集模块、状态反馈对称化控制环节设计模块；
2.如权利要求1所述基于状态反馈大型液压机节流系统对称化控制系统，其特征在于：所述状态参数包括惯性元件动量、液压缸位移、液压缸两腔容积。
3.如权利要求1所述基于状态反馈大型液压机节流系统对称化控制系统，其特征在于：还包括输入输出对称性验证模块，所述输入输出对称性验证模块通过输入信号与状态采集模块在不同的时间段设定无杆腔压力为一定的值并采集系统位移、速度和压力信号，通过输入输出对称性验证模块验证系统是否具有输入输出对称性。
4.如权利要求1所述基于状态反馈大型液压机节流系统对称化控制系统，其特征在于：还包括一致性验证模块，所述一致性验证模块通过输入信号与状态采集模块分别设定比例阀正反方向相同位移，通过正反向一致性验证模块验证负载速度和位移是否具有正反向一致响应性。
5.如权利要求1-4中任一所述基于状态反馈大型液压机节流系统对称化控制系统，其特征在于：算法表达式具体的求解方法如下：假设存在一个反馈控制矩阵k和一个前馈控制矩阵l使节流系统转化成状态空间对称系统，则转换后的新输入矩阵：
6.如权利要求5所述的基于状态反馈大型液压机节流系统对称化控制系统，其特征在于：具体判定方法如下：由状态空间对称系统判定方法可知，如果转换后闭环系统是状态空间对称的，则满足下述条件：
