Abstract
本論文之目的在研究閥控單桿液壓缸位置回授下之系統非線性穩態及暫態反應。由於在實際應用時, 線性分析無法有效的解釋系統之非線性現象, 因此本文摒棄傳統的研究方式, 直接分析此非線性系統, 以提供一套更佳解決問題的途徑, 使對單桿液壓缸的特性有更明確的瞭解。首先, 本文建立一個包含液壓缸內漏和油壓縮性因素之數學模式。接著, 找出此非線性系統所有平衡點並分析其穩定性, 以探討閉迴路系統之操作點以及位置穩態誤差受系統參數影響之變化。並利用分歧理論探討系統平衡點因非線性因素所產生之極限振盪現象隨控制器增益變化的情形, 以及利用此方法預測極限振盪的頻率與振幅。其次, 本文利用奇異擾動的觀念化簡此非線性系統, 將原四階系統降為一階系統, 以推導活塞位置及壓力暫態反應之近似解, 並利用電腦模擬來驗證理論分析的合理性。最後, 建立一套實驗設備以觀察活塞位置輸出和液壓缸壓力在不同液壓缸內漏量及控制器增益下之反應, 以驗證穩態與暫態之理論分析。本論文之結果將提出利用古典線性方法分析非線性系統可能導致的錯誤, 並提供一個解決此類問題的新方法, 以求得一非線性閉迴路系統真正之平衡點, 另外也提供了一個分析暫態反應的方法以解釋線性分析所無法解釋的壓力跳動現象及位置輸出的暫態反應。