[发明专利]一种基于耦合干扰观测器的级联电液伺服系统控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于耦合干扰观测器的级联电液伺服系统控制方法，该方法包括：

步骤1：建立级联电液伺服执行器模型；

建立的级联电液伺服执行器模型为：

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

其中为第i个级联电液伺服执行器的4阶模型状态变量，y_i为第i个液压缸输出位移，为第i个输出位移变化率，p_Li为第i个液压缸输出的液压压力，x_vi为第i个伺服阀阀芯位移，m_i为第i个负载质量，p_s为供油压力，A_p为对称缸横截面积，C_tl为液压缸总泄漏系数，V_t为液压缸容积，β_e为液压油有效体积弹性模量，C_d为伺服阀流量系数，w为伺服阀面积梯度，ρ为液压油密度，K为负载刚度系数，b为液压油阻尼系数，F_Li为第i个外负载压力，K_sv为伺服阀放大系数，T_sv为伺服阀一阶响应时间常数,k为反正切函数tanh(·)中指数项系数，u_i为第i个伺服阀控制电压，T_svi为第i个伺服阀一阶响应时间常数，K_svi为第i个伺服阀放大系数；

步骤2：驱动电液伺服执行器，实时获取电液伺服执行器的反馈数据，包括：第i个液压缸输出位移、第i个液压缸输出位移变化率、第i个液压缸负载压力、第i个伺服阀阀芯位移，i＝1,...n；

步骤3：利用反馈数据结合系统的状态误差计算控制变量；

步骤4：采用耦合干扰观测器对机械臂各关节负载进行在线估计；

步骤5：结合反馈数据、系统误差和负载干扰估计量计算反步控制律；

步骤6：根据反步控制律对级联电液伺服系统实时进行驱动。