[发明专利]一种水下电动静液作动器干扰补偿控制方法

权利要求书

1.一种水下电动静液作动器干扰补偿控制方法，其特征在于：

包括如下步骤：

1)建立水下电动静液作动器的状态空间模型；

2)在考虑水下电动静液作动器的外部负载力、海水压力补偿器扰动以及总泄漏的情况下，基于水下电动静液作动器，分别设计第一扩张观测器和第二扩张观测器；

获取水下电动静液作动器的作动杆的位移的测量值、水下电动静液作动器的作动杆的速度的测量值以及水下电动静液作动器的输出作用力的测量值；将水下电动静液作动器的作动杆的速度的测量值以及水下电动静液作动器的输出作用力的测量值输入第一扩张观测器，第一扩张观测器通过前馈的方式输出外部负载力的估计值至状态空间模型；

将水下电动静液作动器的作动杆的位移的测量值以及水下电动静液作动器的作动杆的速度的测量值输入至第二扩张观测器，第二扩张观测器通过前馈的方式输出海水压力补偿器扰动和总泄漏共同的估计值至状态空间模型；

3)通过状态空间模型，使用反步控制法，设计反步控制器，将水下电动静液作动器的作动杆的预设位移、预设速度、位移的测量值、速度的测量值以及水下电动静液作动器的输出作用力的测量值输入反步控制器，反步控制器输出第二步反步法虚拟控制量；

4)反步控制器通过第二步反步法虚拟控制量对水下电动静液作动器的电机进行补偿控制，即将第二步反步法虚拟控制量作为水下电动静液作动器的电机的转速，从而实现对水下电动静液作动器的精准控制，以实现控制水下电动静液作动器对预设位置的跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种水下电动静液作动器干扰补偿控制方法，其特征在于：

所述的步骤1)中，水下电动静液作动器主要由海水压力补偿器和电动静液作动器构成，电动静液作动器主要包括液压缸、液压泵和电机，海水压力补偿器安装在电动静液作动器的电机上。

3.根据权利要求2所述的一种水下电动静液作动器干扰补偿控制方法，其特征在于：

所述的海水压力补偿器具体为滚动膜片式压力补偿器。

4.根据权利要求2所述的一种水下电动静液作动器干扰补偿控制方法，其特征在于：

所述的步骤1)中，建立的水下电动静液作动器的状态空间模型如下：

其中，为电动静液作动器的作动杆的加速度，为电动静液作动器的作动杆的速度；m_L为电动静液作动器的惯性负载和液压缸的活塞的总质量；F_l为电动静液作动器的输出作用力；B_m为电动静液作动器的液压缸阻尼系数；F(t)为t时刻电动静液作动器的外部负载力；为电动静液作动器的输出作用力的一阶导数；β_e为油液弹性模量；电动静液作动器的液压缸包括无杆腔和有杆腔，A₁和A₂分别为液压缸的无杆腔的活塞面积和有杆腔的活塞面积；V₁和V₂分别为液压缸的无杆腔的容积以及有杆腔的容积；Q_p为电动静液作动器的液压泵的出口流量；为海水压力补偿器的速度；V_c为海水压力补偿器的容积，V_c＝V_c0-A_ex_c，V_c0为海水压力补偿器的初始容积，x_c为海水压力补偿器的位移；K_x为海水压力补偿器的滚动膜片和弹簧的复合刚度；A_e为海水压力补偿器的滚动膜片等效面积；L₁为无杆腔和有杆腔的外泄漏的总和，L₂为无杆腔和有杆腔的内泄漏的总和。