[发明专利]一种液压驱动单元的位置控制方法及系统

权利要求书

1.一种液压驱动单元的位置控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

获取液压驱动单元的位置误差，所述位置误差为期望位置与液压驱动单元的实际输出位置的差值；

根据所述位置误差，基于拟牛顿算法确定用于控制液压驱动单元的初始控制信号；

根据所述位置误差，基于模糊规则确定控制信号优化步长的搜索方向；

在所述搜索方向上，采用Armijo-Goldstein准则确定控制信号优化步长；利用所述控制信号优化步长对初始控制信号进行优化，并基于优化后的控制信号对所述液压驱动单元进行控制；

当下一个采样时间点到达时，返回步骤“获取液压驱动单元的位置误差”；

所述根据所述位置误差，基于拟牛顿算法确定用于控制液压驱动单元的初始控制信号，具体包括：

利用近似Hessian矩阵的迭代公式，确定当前采样时间点的近似Hessian矩阵；

根据当前采样时间点的近似Hessian矩阵和所述位置误差，利用控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式计算用于控制液压驱动单元的初始控制信号；

所述近似Hessian矩阵的迭代公式为：

其中，B_k和B_k-1分别表示当前采样时间点k和前一个采样时间点k-1的近似Hessian矩阵，y_k-1和s_k-1分别表示前一个采样时间点k-1的初始控制信号和位置误差；

控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式为：

其中，s表示位置误差，当计算当前采样时间点k的初始控制信号时，s＝s_k，s_k-1表示前一个采样时间点k-1的位置误差，B_k表示当前采样时间点k的近似Hessian矩阵；f(·)表示控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式，f(s_k-1)表示前一个采样时间点k-1的控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式的函数值。

2.根据权利要求1所述的液压驱动单元的位置控制方法，其特征在于，所述根据所述位置误差，基于模糊规则确定控制信号优化步长的搜索方向，之前还包括：

判断所述初始控制信号的TD误差是否小于误差阈值，获得判断结果；

若所述判断结果为是，则利用所述初始控制信号对所述液压驱动单元进行控制；当下一个采样时间点到达时，返回步骤“获取液压驱动单元的位置误差”。

3.根据权利要求1所述的液压驱动单元的位置控制方法，其特征在于，所述在所述搜索方向上，采用Armijo-Goldstein准则确定控制信号优化步长，具体包括：

在所述搜索方向上，采用Armijo-Goldstein准则，求解不等式确定控制信号优化步长；

其中，f(·)表示控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式，α_k表示当前采样时间点k的控制信号优化步长，d_k表示当前采样时间点k的搜索方向，g_k为控制液压驱动单元的传递函数对当前采样时间点k的位置误差的偏导数，ρ为常数。

4.根据权利要求1所述的液压驱动单元的位置控制方法，其特征在于，所述利用所述控制信号优化步长对初始控制信号进行优化，具体包括：

利用公式y'_k←y_k+α[r_k+γy_k-y_k-1]对所述控制信号的控制值进行优化，直到所述控制信号的控制值的TD误差小于误差阈值；

其中，y'_k为当前采样时间点k的优化后的控制信号、y_k和y_k-1分别表示当前采样时间点k和前一个采样时间点的初始控制信号；α为控制信号优化步长，[r_k+γy_k-y_k-1]为TD误差计算式，r_k表示当前采样时间点k的控制值的反馈，γ为折扣率。