[发明专利]一种考虑时变参数不确定性的电液比例伺服阀轴控方法

权利要求书

1.一种考虑时变参数不确定性的电液比例伺服阀轴控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立电液比例伺服阀位置轴控系统的数学模型，转入步骤2；

步骤2、基于电液比例伺服阀位置轴控系统的数学模型，设计考虑时变参数不确定性的自适应动态面控制器，转入步骤3；

步骤3、运用李雅普诺夫稳定性理论进行考虑时变参数不确定性的自适应动态面控制器稳定性证明，得到系统跟踪误差渐近稳定的结果。

2.根据权利要求1所述的考虑时变参数不确定性的电液比例伺服阀轴控方法，其特征在于，步骤1中，建立电液比例伺服阀位置轴控系统的数学模型，具体如下：

步骤1-1、所述电液比例伺服阀位置轴控系统应用于大型工业重载机械设备直线运动，其中负载与液压油缸上活塞杆固连，电液比例伺服阀控制液压油缸上活塞杆运动，从而驱使负载运动；

根据牛顿第二定律，电液比例伺服阀位置轴控系统的力平衡方程为：

式(1)，m表示负载的质量，y表示液压油缸活塞杆的位移，表示液压油缸活塞杆的速度，表示液压油缸活塞杆的加速度，A表示液压油缸活塞的有效作用面积，P₁表示液压油缸进油腔油压，P₂表示液压油缸出油腔油压，B表示液压缸的粘性阻尼系数，A_f表示液压缸库仑摩擦幅值，表示液压缸库仑摩擦近似形状函数，d₁(t)表示系统机械未建模干扰，t表示时间；

则式(1)改写为：

电液比例伺服阀位置轴控系统中，忽略油缸油液外泄漏，则压力动态方程为：

式(3)中，β_e表示油液有效弹性模量，C_t表示液压缸内泄漏系数，油缸两侧进出油腔油压压差P_L＝P₁-P₂，进油腔的控制体积V₁＝V₀₁+Ay，出油腔的控制体积V₂＝V₀₂-Ay，V₀₁表示进油腔的初始体积，V₀₂表示出油腔的初始体积，Q₁表示进油腔的流量，Q₂表示出油腔的流量，q₁表示P₁的未建模干扰，q₂表示P₂的未建模干扰，表示P₁的一阶导数，表示P₂的一阶导数；

Q₁、Q₂分别与电液比例伺服阀阀芯位移x_v有如下关系：

其中，电液比例伺服阀阀系数C_d表示电液比例伺服阀的流量系数，w₀表示电液比例伺服阀的阀芯面积梯度，ρ表示油液密度，P_s表示供油压力，P_r表示回油压力，s(·)表示中间变量·的函数，被定义为：

忽略电液比例伺服阀阀芯动态，假设作用于阀芯的控制输入u和阀芯位移x_v成比例关系，即满足x_v＝k_iu，其中，k_i表示电压-阀芯位移增益系数，因此式(4)被改写成：

式(6)，中间变量k_u＝k_qk_i，中间变量中间变量

步骤1-2、定义状态变量：其中，中间变量x₁＝y，中间变量中间变量x₃＝(AP₁-AP₂)/m，系统未知时变参数Θ₁＝[θ₁,θ₂,θ₃]^T＝[B,A_f,D₁]^T，其中，中间变量θ₁＝B，中间变量θ₂＝A_f，中间变量θ₃＝D₁，系统未知时变参数Θ₂＝D₂，则将式(2)转化为状态方程：

式(7)，表示x₁的一阶导数，表示x₂的一阶导数，表示x₃的一阶导数，中间变量中间变量中间变量D₁＝d₁(t)/m，中间变量中间变量中间变量中间变量

为便于设计控制器与未知动态观测器，作如下假设：

假设1：系统期望跟踪位置指令x_d是二阶连续的，且系统期望位置指令、速度指令及加速度指令都是有界的；

假设2：系统未知时变参数Θ₁与Θ₂满足：

||Θ₁||≤δ₁,||Θ₂||≤δ₂ (8)

式(8)，δ₁和δ₂均为未知的正的常数；

转入步骤2。