基于双干扰观测器的非对称缸电液系统位置控制

简介

为了提高重载非对称缸电液伺服系统的位置跟踪精度,设计一种基于干扰观测器的新型位移控制策略。首先,搭建非对称缸电液系统的状态空间模型,集成化处理系统中的不确定问题,设计非双干扰观测器,分别对系统的外力扰动和流量压力扰动进行了观测;其次,采用反步设计方法设计位移控制器,结合干扰观测器补偿系统中存在的不确定扰动,利用李雅普诺夫函数证明控制器的稳定性;第三,为解决反步设计过程中计算虚拟控制律时的微分爆炸问题,设计自适应增益微分器来求虚拟控制率的导数,该微分器的增益随着估计误差而不断自适应调整,避免反步控制器过于复杂;最后,利用MATLAB软件搭建了仿真模型,基于MATLAB/Simulink实时系统搭建物理实验台,利用仿真和实验验证所设计控制器的有效性。研究结果表明与PID控制器和未加微分器的反步控制器相比,所设计的位置控制器的精度分别提高了62.8%和7.7%,且大幅简化了控制器的设计过程。本文设计的控制器不仅提高系统的轨迹跟踪精度,而且简化系统控制器的设计过程。