[发明专利]存在负载干扰情况下多电液伺服执行器分布协同控制方法

权利要求书

1.一种存在负载干扰情况下多电液伺服执行器分布协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立多个非对称电液伺服执行器非线性模型，并进行线性化处理得到线性模型；

S2、驱动电液伺服机构，实时获取电液伺服机构的反馈数据；

S3、设计多电液伺服执行器基于极点配置和扰动补偿的分布式一致性协议；所述步骤S3中，设计多电液伺服执行器基于极点配置和扰动补偿的分布式一致性协议表示为：

其中，v_i为第i个节点的控制律，K_v为增益向量，z_i,z_k分别为第i,k个节点状态，为极点配置的状态反馈向量，为扰动估计值，q_i为扰动补偿增益，a_ik为第i,k个节点相互传递信息；

n个系统的一致性协议向量形式表示为：

其中，v＝[v₁,...,v_n]^T，c为正增益，L_n为n个节点在时刻t通信拓扑图的拉普拉斯矩阵，Q_d＝diag{q₁,...,q_n}，I_n为n×n的单位矩阵，是由n个电液伺服系统扰动估计值构成的列向量；

S4、采用扰动观测器对系统未知外负载干扰进行估计；

S5、基于李雅普洛夫能量函数，并结合分布式一致性协议、反馈数据、一致性误差和扰动估计值，得到系统稳定的LMI条件；

S6、根据分布式一致性控制律对非对称电液伺服机构实时进行驱动。

2.如权利要求1所述的存在负载干扰情况下多电液伺服执行器分布协同控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，建立的第i个非对称电液伺服执行器非线性模型表示为：

其中，x_ij为第i个电液伺服系统的第j个状态变量，j＝1,2,3,，y_i为液压缸输出位移，m为负载质量，C_tl为液压缸总泄漏系数，p_s为供油压力，β_e为液压油有效体积弹性模量，A_p表示非对称液压缸横截面面积，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为外负载压力，K_sv为伺服阀放大系数，V_t为液压动力机构的总容积，u_i为伺服阀控制电压，sgn(·)为符号函数；

非对称电液伺服执行器非线性模型的状态空间模型表示为：

其中，C₁＝[1,0,0]，

3.如权利要求2所述的存在负载干扰情况下多电液伺服执行器分布协同控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，将多个非对称电液伺服执行器非线性模型进行线性化处理得到线性模型，具体为：

利用状态变量z和反馈控制变量u_i对非对称电液伺服执行器非线性模型的状态空间模型进行线性化处理，得到状态空间模型的线性模型，表示为：

其中，v_i为第i个节点的控制律，z_i分别为第i个节点状态。

4.如权利要求3所述的存在负载干扰情况下多电液伺服执行器分布协同控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，获取的电液伺服系统的反馈数据包括：

液压缸输出位移、液压缸输出位移变化率、液压缸无杆腔和有杆腔的压力、伺服阀阀芯位移。

5.如权利要求4所述的存在负载干扰情况下多电液伺服执行器分布协同控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，采用扰动观测器对系统未知外负载干扰进行估计表示为：

其中，P为正定对称矩阵，M_d为对角增益矩阵。

6.如权利要求5所述的存在负载干扰情况下多电液伺服执行器分布协同控制方法，其特征在于，所述步骤S6中，基于李雅普洛夫能量函数，并结合分布式一致性协议、反馈数据、一致性误差和扰动估计值，得到系统稳定的LMI条件，具体为：

设定李雅普洛夫能量函数，表示为

其中，I₃为3阶单位矩阵，为扰动估计误差；

结合分布式一致性协议、反馈数据、一致性误差和扰动估计值，得到系统稳定的LMI条件表示为

其中，δ,k为正增益。