[发明专利]泵控非对称液压位置系统自适应反演控制方法

说明书

本发明公开了泵控非对称液压位置系统自适应反演控制方法，包括：S1、建立泵控非对称液压位置系统的系统数学模型，生成系统状态空间模型；S2、对所述状态空间模型的每个状态分别构建李雅普洛夫函数，通过反演算法分别求得所述李雅普洛夫函数对应的微分值；S3、对系统不确定性参数，构造李雅普洛夫函数V_λ，求得李雅普洛夫函数V_λ的微分值，选择自适应控制律，得到边界条件；S4、当系统满足所述边界条件时，系统位置跟踪精度相对更高。本发明针对系统不确定性参数和负载扰动，利用了自适应控制补偿不确定性参数对系统性能的影响，通过鲁棒控制处理负载扰动，提高了系统鲁棒性，从而在不同工况负载扰动下，有效提高系统位置跟踪精度。

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，尤其涉及一种泵控非对称液压位置系统自适应反演控制方法。

背景技术

非对称液压缸系统具有功率体积比大、承载能力强等优点，因此被广泛应用在工业中，但由于系统本身的强非线性、参数的不确定性及不同工况下负载力的变化，给系统的稳定性、可靠性控制提出了更高的要求。为解决这些问题，提高系统控制精度和鲁棒性，国内外学者们进行了大量研究，提出了诸多的控制算法和控制策略：比如，为确保系统有界，减小系统跟踪误差，目前提出了自适应控制；为提高系统控制精度和鲁棒性，鲁棒控制得到了研究；模型预测控制能有效解决泵控非对称液压系统的超调问题，实现多约束条件下的高精度位置控制；针对液压驱动活塞运动轨迹和压力精度跟踪误差较大问题，设计了神经网络模糊滑模控制；变结构控制能够针对系统强非线性提高系统位置控制精度；滑模控制可以提高系统对不匹配扰动和不确定性参数的鲁棒性，改善电液系统位置跟踪精度。以上控制在一定程度上改善了系统运行性能和提高了控制精度，但缺少对系统不确定性参数的考虑，并且通过单一工况负载对设计的控制算法进行实验验证，液压位置系统位置跟踪精度有待进一步改善。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本发明提供一种泵控非对称液压位置系统自适应反演控制方法，针对系统不确定性参数和负载扰动，利用了自适应控制补偿不确定性参数对系统性能的影响，通过鲁棒控制处理负载扰动，提高了系统鲁棒性，从而在不同工况负载扰动下，有效提高系统位置跟踪精度。

(二)技术方案

基于上述的技术问题，本发明提供一种泵控非对称液压位置系统自适应反演控制方法，所述控制方法包括：

S1、建立泵控非对称液压位置系统的系统数学模型，生成系统状态空间模型：

其中，β＝A₁β_e，D＝ηK_nD_p，η为液压泵效率，K_n为电机转速增益系数，D_p为液压泵体积排量，u为控制电压，β_e为油液等效弹性模量，C_i为液压缸内泄漏系数，V₀₁、V₀₂分别为液压杆处于中位时液压缸无杆腔和有杆腔体积，A₁、A₂分别为液压缸无杆腔和有杆腔面积，P₁、P₂分别为液压缸无杆腔和有杆腔压力，m为等效质量，F为等效外负载，y为液压杆位移；

S2、对所述状态空间模型的每个子系统分别构建李雅普洛夫函数，通过反演算法分别获取每个子系统的虚拟控制信号，并作为下个子系统的跟踪目标，求得所述李雅普洛夫函数对应的微分值

S3、对系统不确定性参数，构造李雅普洛夫函数V_λ，根据所述求得选择自适应控制律，得到边界条件；

S4、当系统满足所述边界条件时，系统位置跟踪精度相对更高。

进一步的，所述步骤S2包括以下步骤：