[发明专利]用于液压驱动单元位置控制系统的复合控制方法及系统

权利要求书

1.一种用于液压驱动单元位置控制系统的复合控制方法，包括：

获取当前实际输出信号和系统输入信号，得到表征二者偏差的偏差输入信号；

对所述偏差输入信号进行纠正调节，生成驱动单元输入信号；

利用预设的前馈补偿模型，由当前伺服缸两端压力差得到用于补偿第一固有动态刚度的第一信号，其中，所述第一固有动态刚度是外负载力对从负载力作用点到系统输出端间的固有动态刚度产生的第一影响；

利用预设的自适应前馈补偿模型，由所述当前伺服缸两端压力差得到用于补偿第二固有动态刚度的第二信号，其中，所述第二固有动态刚度是所述第一影响通过系统反馈控制传导至系统输入端在所述负载力作用点处产生的消减力影响；

根据所述驱动单元输入信号，结合所述第一信号和所述第二信号，得到实际输入至液压驱动单元的信号，基于此，驱动液压驱动单元生成相应的输出位置信号，并基于该信号完成系统反馈控制，以补偿因外负载力对液压驱动单元固有动态刚度的精度的影响。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述偏差输入信号进行纠正调节，生成驱动单元输入信号步骤中，包括：

根据预设的前馈补偿控制系数和所述当前伺服缸两端压力差，将已存储的原始位置控制器调节系数进行更新，得到相应的偏差自定义调节系数，以增大利用前馈补偿控制结合自适应前馈补偿控制，对液压驱动单元固有动态刚度进行提高的程度；

获取用于增强所述前馈补偿控制结合所述自适应前馈补偿控制的补偿效果的所述偏差自定义调节系数；

根据所述偏差自定义调节系数，进行偏差纠正调节处理，生成相应的所述驱动单元输入信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在利用预设的前馈补偿模型，由当前伺服缸两端压力差得到用于补偿第一固有动态刚度的第一信号步骤中，包括：

根据采集到的在当前外负载力作用下液压驱动单元伺服缸左、右两腔的实时压力值，得到相应的所述当前伺服缸两端压力差；

将所述当前伺服缸两端压力差，输入至所述前馈补偿模型，得到所述第一信号，其中，

所述前馈补偿模型的构建过程包括：基于预设的液压驱动单元位置控制系统传递函数模型，忽略液压驱动单元活塞杆初始位置对位置控制系统产生的影响，构建前馈补偿标准模型，进一步，采用Butterworth滤波方法，将所述前馈补偿标准模型进行二阶以上微分环节的优化处理，基于此，忽略两个一阶微分超前环节，得到所述前馈补偿模型。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在利用预设的自适应前馈补偿模型，由所述当前伺服缸两端压力差得到用于补偿第二固有动态刚度的第二信号步骤中，包括：

根据采集到的在当前外负载力作用下液压驱动单元伺服缸左、右两腔的实时压力值，得到相应的所述当前伺服缸两端压力差；

获取所述偏差输入信号，将所述当前伺服缸两端压力差和所述偏差输入信号，输入至所述自适应前馈补偿模型，得到所述第二信号，以补偿系统负载流量的变化对输出位移的影响，其中，

所述自适应前馈补偿模型构建过程包括：将预设的液压驱动单元伺服阀压力与流量非线性方程转换成一阶泰勒表达式，进一步，基于预设的液压驱动单元位置控制系统传递函数模型，并结合所述一阶泰勒表达式，得到所述自适应前馈补偿模型。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述前馈补偿模型的传递函数利用如下表达式表示：

其中，表示前馈补偿模型的传递函数，V_t表示伺服缸总压缩容积，ω表示伺服阀固有频率，β_e表示液压驱动单元的有效体积弹性模量，C_ip表示伺服缸的内泄漏系数，ζ表示伺服阀阻尼比，s表示拉普拉斯算子，K_axv表示伺服阀增益，A_p表示伺服缸有效活塞面积，K_d表示伺服阀阀芯的等效流量系数，p_s表示系统供油压力，p₀表示系统回油压力，其中，表示当前伺服缸两端压力差，p₁表示伺服缸的实时左腔压力；p₂表示伺服缸的实时右腔压力。