[发明专利]一种基于Adaboost预测鲁棒控制的连续回转马达电液伺服系统控制方法

说明书

本发明涉及一种基于Adaboost预测鲁棒控制的连续回转马达电液伺服系统控制方法，属于液压技术控制领域。其主要技术特点是，根据连续回转马达电液伺服系统的数学模型，采用上线性分式变化得到系统参数摄动的结构不确定矩阵，建立系统的线性不确定广义状态方程，使系统精度在最差时满足性能要求；将经过鲁棒控制器得到的系统输出反馈给RBF神经网络回归模型的Adaboost学习器，由各弱学习器的权重分布将其组成一个强学习器，从而提高学习器的泛化能力以及预测精度；并且根据Adaboost算法改进RBF神经网络强学习器预测电液伺服系统的未来输出，由所述鲁棒控制器进行实时控制，以抑制电液伺服系统参数扰动，减少不确定性因素的影响，提高系统的跟踪精度和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及液压技术控制领域，具体设计了一种基于Adaboost预测鲁棒控制的连续回转马达电液伺服系统控制方法。

背景技术

连续回转电液伺服马达作为液压仿真转台的核心设备，用以驱动液压仿真转台的运动，使其能复现航空航天飞行器在空中飞行时姿态角及其角速度的变化，并具有较好的低速性、高频响和高精度。连续回转电液伺服马达能够实现连续360°旋转，作伺服运动，也就是正反向特性一致，超低速性能好，其最低转速在0.001°/s以下，具有较高的频响。因此开展连续回转电液伺服马达的研究对于实现连续360°旋转的低速运动具有重要的意义。但电液伺服系统易受外界非线性不确定因素影响，比如，油源脉动、摩擦、泄露以及噪声干扰等因素，使利用传统数学建模方法得到的系统模型存在模型误差，导致电液伺服系统控制精度不高，基于此提出了一种具有Adaboost预测鲁棒控制的连续回转马达电液伺服系统控制方法，将电液伺服系统预测输出和误差，由鲁棒控制器进行实时控制，提高系统的频响，改善连续回转电液伺服马达的性能。

发明内容

本发明提出了一种基于Adaboost预测鲁棒控制的连续回转马达电液伺服系统控制方法，主要针对系统动态不确定性、参数摄动等非线性因素对连续回转马达电液伺服系统鲁棒性和低速性的影响。根据连续回转电液伺服马达的数学模型建立了在参数摄动和外界扰动情况下的结构不确定性模型和系统广义状态方程，并设计了鲁棒控制器；采用基于Adaboost的RBF神经网络算法设计系统反馈机制，将训练得到的多个神经网络预测器组成强预测器，计算电液伺服系统预测输出和误差，并由鲁棒控制器进行实时控制。

本发明与现有技术相比具有的优点是：基于RBF神经网络的Adaboost学习器预测电液伺服系统的未来输出能由鲁棒控制器进行实时控制，以抑制电液伺服系统参数扰动，减少不确定因素的影响，提高系统的跟踪精度和鲁棒性。

具体实施方式

下面结合附图，详细说明本发明的具体实施方式：

本发明公开了一种基于Adaboost预测鲁棒控制的连续回转马达电液伺服系统控制方法，其具体包括以下：

电液伺服系统鲁棒控制器的设计步骤如下：

①：根据液压伺服系统原理，搭建连续回转马达电液伺服系统的开环传递函数方框图，可得系统的传递函数框图，如图1。

因此，连续回转马达电液伺服系统的开环传递函数如下：

其中：K为系统的开环增益，ω_h为无阻尼液压固有频率(rad/s)，

ω_sv为等效无阻尼自振频率(rad/s)；ξ_sv为等效阻尼系数(无量纲)；ξ_h为液压阻尼比(无量纲)。

②：实际的连续回转马达电液伺服系统存在着模型参数摄动和外界不确定性等非线性因素的影响，因此将其转化成标准的鲁棒控制问题，便于控制器的求解。

假设阀口线性流量方程如公式2所示：