[發明專利]一種基于耦合干擾觀測器的級聯電液伺服系統控制方法及系統

有效

• 申請號: 201610924448.1
• 申請日: 2016-10-24
• 公開（公告）號: CN106402089B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 郭慶;蔣丹;郭連忠;王強;尹靜敏;孫萍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: F15B21/02
• 分類號: F15B21/02;G06F17/50
• 代理公司: 電子科技大學專利中心51203
• 代理人: 張楊

1.一種基于耦合干擾觀測器的級聯電液伺服系統控制方法，該方法包括：

步驟1：建立級聯電液伺服執行器模型；

建立的級聯電液伺服執行器模型為：

x·i1=x2x·i2=1mi(-Kxi1-bxi2+Apxi3-FLi)x·i3=-4βeApVtxi2-4βeCtlVtxi3+4βeCdwKsvVtρps-tabh(kxi4)xi3xi4x·i4=-1Tsvixi4+KsviTsviui]]>

y_i＝x_i1

i＝1,...n

其中為第i個級聯電液伺服執行器的4階模型狀態變量，y_i為第i個液壓缸輸出位移，為第i個輸出位移變化率，p_Li為第i個液壓缸輸出的液壓壓力，x_vi為第i個伺服閥閥芯位移，m_i為第i個負載質量，p_s為供油壓力，A_p為對稱缸橫截面積，C_tl為液壓缸總泄漏系數，V_t為液壓缸容積，β_e為液壓油有效體積彈性模量，C_d為伺服閥流量系數，w為伺服閥面積梯度，ρ為液壓油密度，K為負載剛度系數，b為液壓油阻尼系數，F_Li為第i個外負載壓力，K_sv為伺服閥放大系數，T_sv為伺服閥一階響應時間常數,k為反正切函數tanh(·)中指數項系數，u_i為第i個伺服閥控制電壓，T_svi為第i個伺服閥一階響應時間常數，K_svi為第i個伺服閥放大系數；

步驟2：驅動電液伺服執行器，實時獲取電液伺服執行器的反饋數據，包括：第i個液壓缸輸出位移、第i個液壓缸輸出位移變化率、第i個液壓缸負載壓力、第i個伺服閥閥芯位移，i＝1,...n；

步驟3：利用反饋數據結合系統的狀態誤差計算控制變量；

步驟4：采用耦合干擾觀測器對機械臂各關節負載進行在線估計；

步驟5：結合反饋數據、系統誤差和負載干擾估計量計算反步控制律；

步驟6：根據反步控制律對級聯電液伺服系統實時進行驅動。