[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

说明书

本发明公开了一种存在负载干扰情况下多电液伺服执行器协同控制控制方法，该方法包括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，实时获取电液伺服系统的反馈数据，设计分布式一致性协议，采用扰动观测器对系统未知外负载干扰进行估计，计算系统稳定的LMI条件，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。本发明基于邻域信息来设计分布式一致性协议，建立扰动观测器来对未知负载干扰进行估计，实现多个电液伺服执行器分布式一致性协同控制，提高多个电液伺服系统的跟踪协调能力。

技术领域

本发明属于多个非对称液压缸执行机构的协同控制技术领域，具体涉及一种存在未知外负载干扰情况下多个电液伺服执行器分布协同控制方法。

背景技术

电液伺服系统是指以伺服元件(伺服阀或伺服泵)为控制核心的液压控制系统，主要由电信号处理装置和液压动力机构组成。典型电液伺服系统组成元件如下：(1)给定元件。它可以是机械装置，如凸轮、连杆等，提供位移信号；也可是电气元件，如电位计等，提供电压信号；(2)反馈检测元件。用来检测执行元件的实际输出量，并转换成反馈信号。它可以是机械装置，如齿轮副、连杆等；也可是电气元件，如电位计、测速发电机等；(3)比较元件。用来比较指令信号和反馈信号，并得出误差信号。实际中一般没有专门的比较元件，而是由某一结构元件兼职完成；(4)放大、转换元件。将比较元件所得的误差信号放大，并转换成电信号或液压信号(压力、流量)。它可以是电放大器、电液伺服阀等；(5)执行元件。将液压能转变为机械能，产生直线运动或旋转运动，并直接控制被控对象。一般指液压缸或液压马达；(6)被控制对象。指系统的负载，如工作台等。

电液伺服系统的基本原理是：反馈信号与输入信号相比较得出偏差信号，利用该偏差信号控制液压能源输入到系统的能量，使系统向着减小偏差的方向变化，直至偏差等于零或足够小，从而使系统的实际输出与希望值相符。

随着电液伺服系统在工程领域中的应用日益扩大，大型设备对于负载能力的要求不断增加，多个电液伺服系统协同作用共同驱动的需求日益增加；而现有研究大多针对单个电液伺服执行器，而缺少对多个非对称液压缸执行机构的协同控制的研究。

发明内容

本发明的主要目的在于提供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，实现含有未知外负载干扰的多个电液伺服执行器的协同控制，并提高多电液伺服控制系统的协同控制性能。

为实现上述目的，本发明提供一种多电液伺服执行器在无向网络下的分布协同控制方法，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；

S4、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；

S5、采用扰动观测器对系统未知外负载干扰进行估计；

S6、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；

S7、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。

优选地，所述步骤S1中，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：