高压气动压力伺服系统的参数不确定性和未建模动态制约了其控制精度的提高,针对此提出了基于RISE的自适应鲁棒控制算法用于高压气动压力伺服系统的控制。考虑到核心元件高压电气伺服阀的控制性能对高压气动压力伺服系统高精度控制的影响,设计了交叉对比实验,实验结果表明,伺服阀位置控制算法有助于避免正弦信号失真、减小稳态压力抖动,系统压力控制算法能提高系统的响应速度和动态跟踪能力。

复杂的动态非线性摩擦力矩是影响液压转台低速性能的关键因素。为提高液压转台的低速性能,通过分析液压转台单框动态摩擦力矩特性,建立转台摩擦的LuGre模型基础上,提出用一种自适应鲁棒控制补偿液压转台动态摩擦。构造两个非线性观测器对液压转台LuGre摩擦状态进行精确估计,不连续投影映射方法提高参数自适应和摩擦状态估计的稳定性,鲁棒反馈项削弱估计误差和未确定非线性以确保控制系统的鲁棒性能。对液压转台外框的试验结果证明了该方法的正确性和优越性。

针对现有嵌入式气动伺服控制器的软件功能不足,设计实现了基于DSP的嵌入式气动伺服控制器;建立比例方向阀控气缸系统的模型,采用基于反步法设计的自适应鲁棒控制策略,在线参数估计进一步提高了稳态跟踪精度.运用基于模型的设计方法,在MATLAB/Simulink工具下进行算法设计仿真,将模型进行系列转换后可以自动快速生成控制器控制算法软件,结合DSP硬件驱动和上位机监控软件进行实验验证.结果表明,气动伺服DSP控制器轨迹跟踪误差在5%内,达到了控制周期小于1ms的实时性.

针对实际工况中轮对踏面径向形变挤压机车制动缸活塞及闸瓦产生的时变扰动,设计超螺旋观测器,对其实际值进行估计并对估计误差自适应模糊逼近,以削弱时变扰动。构造基于微分控制律的自适应鲁棒控制器,将其应用于制动缸闸瓦位置控制系统;采用引入混沌变异因子的万有引力算法对控制器参数进行寻优。理论分析及仿真结果表明:系统闭环各状态变量输出有界,滑模面导数收敛于0而滑模面常值收敛;控制输入平滑有界无抖振。

转台是航空航天半实物仿真系统的重要装备,双马达驱动的电液伺服转台具有速度高、加速度大、频响快等优点。针对转台外框双马达的同步问题,建立了转台的动力学模型。该模型考虑了外框的机械耦合、中框旋转造成的惯量扰动等因素对马达输出的影响。基于该模型提出了变惯量自适应鲁棒同步控制(Adaptive Robust Synchronous Control with Inertia Disturbance,ARSCI)方法,有效提高了双马达的跟踪精度和同步性能。通过Lyapunov方法证明,只要选择合适控制器参数,就能保证所有的系统状态有界。最后通过仿真研究,证明了该方法的有效性。

变转速电机-泵直驱电液系统的发展与伺服技术的提升使得泵控系统在保留高能效特性的同时,具有更高的硬件集成度和更快的响应速度;但是在低转速泵控工况下,此类系统依旧存在泵的流量非线性、流量偏差大等控制难点,使得变转速泵控系统难以完成高精度的执行器运动轨迹跟踪。为实现泵控液压缸系统的精密运动控制,提出了一种新颖的非线性流映射方案,以此得到精确的泵输出流量;同时,利用非线性自适应鲁棒反演控制策略(Adaptive Robust Controller Backstepping,ARCB)实现液压系统在高阶动力学、参数不确定性下的精确控制。试验表明,提出的控制策略可有效解决变转速泵的流量偏差问题,实现理想的控制性能和轨迹跟踪精度。

本文研究了高性能电液位置伺服系统的鲁棒控制设计.这类系统除了液压伺服系统的非线性动力学特性外还包含大范围变化的不确定参数其中既有不确定常数也存在不确定的非线性干扰.为解决这一类非线性系统的控制问题提出了基于反演控制设计和非连续自适应修正算法的自适应鲁棒控制器(ARC)设计方法给出了基于Lyapunov 稳定性理论的系统稳定性证明.跟踪误差可以通过控制器的设计参数加以调整.数字仿真结果表明控制系统对给定位置的跟踪具有良好的动态特性对系统的不确定性具有较强的鲁棒性.

复杂的动态非线性摩擦力矩是影响液压转台低速性能的关键因素。为提高液压转台的低速性能，通过分析液压转台单框动态摩擦力矩特性，建立转台摩擦的LuGre模型基础上，提出用一种自适应鲁棒控制补偿液压转台动态摩擦。构造两个非线性观测器对液压转台LuGre摩擦状态进行精确估计，不连续投影映射方法提高参数自适应和摩擦状态估计的稳定性，鲁棒反馈项削弱估计误差和未确定非线性以确保控制系统的鲁棒性能。对液压转台外框的试验结果证明了该方法的正确性和优越性。

针对高速开关阀控气动位置伺服系统所具有的模型参数不确定性、不确定非线性以及外干扰为实现气缸的高精度运动轨迹跟踪控制设计了基于标准投影映射的自适应鲁棒控制器。该控制器通过在线最小二乘参数估计来减小模型中参数不确定性利用基于反步法设计的非线性鲁棒控制来抑制参数估计误差、不确定非线性以及外干扰的影响从而保证一定的瞬态性能和高的气缸运动轨迹控制精度。由于运用了标准投影映射以保证在线参数估计有界控制器的两个部分可以独立进行设计。试验表明所设计的控制器能获得良好的轨迹跟踪控制性能对干扰具有较强的性能鲁棒性系统跟踪幅值为0.09 m频率为0.5 Hz的正弦期望轨迹时最大绝对跟踪误差为1.51 mm标准跟踪误差0.72 mm。

首先利用机器人运动学将铲斗的理想运动轨迹和各工作装置的目标转角序列联系起来然后利用拉格朗日方程建立各工作装置的运动学模型最后推导出LUDV液压驱动系统的电液模型从而得到了挖掘机器人运动系统的完整模型.针对系统动力学的高非线性、参数的不确定性、外界干扰及比例方向阀的死区及非线性增益等特点提出一种建立在自适应鲁棒控制基础上的非连续映射方法来处理运动系统并利用鲁棒反馈来消除近似误差.最后利用动臂控制试验来验证控制方法的正确性.