[发明专利]一种液压驱动单元的位置控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种液压驱动单元的位置控制方法及系统，所述方法包括如下步骤：获取液压驱动单元的位置误差；根据所述位置误差，基于拟牛顿算法确定用于控制液压驱动单元的初始控制信号；根据所述位置误差，基于模糊规则确定控制信号优化步长的搜索方向；在所述搜索方向上，采用Armijo‑Goldstein准则确定控制信号优化步长；利用所述控制信号优化步长对初始控制信号进行优化，并基于优化后的控制信号对所述液压驱动单元进行控制，本申请在确定初始控制信号的基础上，利用模糊、Armijo‑Goldstein准则等对初始控制信号进行优化，提升了液压驱动单元的控制系统的自适应能力和稳定性。

技术领域

本发明涉及工业控制技术领域，特别是涉及一种液压驱动单元的位置控制方法及系统。

背景技术

足式机器人相对传统轮式、履带式移动型机器人，在复杂任务环境中具有更好的适应能力。液压足式机器人依托其足式仿生结构和独特的驱动方式，能够在承受大负载的同时在未知、非结构环境中实现行走、跑动等多种运动姿态，可担任野外作战辅助、核事故后建筑物内侦查、生化武器毁伤范围内救援等极限任务。液压足式机器人腿部作为机器人的动力来源，由仿生机械结构和液压驱动单元组成，其中液压驱动单元作为腿部“肌肉”，其位置控制精度及稳定性直接决定机器人的性能。

国内外控制科学的学者提出了多种改善液压驱动单元位置控制性能的方法，以反馈、顺馈控制为代表的经典方法在各类控制系统中表现出一定的通用性，参数调整得当的情况下能够取得良好的控制精度；以模型预测控制(MPC，Model Predictive Control)、自抗扰控制(ADRC，Active Disturbance Rejection Control)为代表的现代控制方法则在保证精度的同时，提高了系统的自适应性和鲁棒性；以模糊控制、神经网络控制为代表的智能控制算法的运用则进一步提高了控制系统的自适应性。然而这些控制方法均为基于系统模型和人类先验知识所设计，足式机器人工作环境复杂，液压驱动单元工作条件未知、多变，控制方法在设计之初不能考虑到所有工作状况，在某些运动工况下会出现响应变慢、精度降低等影响机器人运动控制性能的问题，进而造成机器人运动不平稳，甚至整机倾覆等事故。

因此，迫切需要一种高性能位置控制方法，提升液压驱动单元的控制系统的自适应能力和稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种液压驱动单元的位置控制方法及系统，以提升液压驱动单元的控制系统的自适应能力和稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种液压驱动单元的位置控制方法，所述方法包括如下步骤：

获取液压驱动单元的位置误差，所述位置误差为期望位置与液压驱动单元的实际输出位置的差值；

根据所述位置误差，基于拟牛顿算法确定用于控制液压驱动单元的初始控制信号；

根据所述位置误差，基于模糊规则确定控制信号优化步长的搜索方向；

在所述搜索方向上，采用Armijo-Goldstein准则确定控制信号优化步长；

利用所述控制信号优化步长对初始控制信号进行优化；

基于优化后的控制信号对所述液压驱动单元进行控制，当下一个采样时间点到达时，返回步骤“获取液压驱动单元的位置误差”。

可选的，所述根据所述位置误差，基于模糊规则确定控制信号优化步长的搜索方向，之前还包括：

判断所述初始控制信号的TD误差是否小于误差阈值，获得判断结果；

若所述判断结果为是，则利用所述初始控制信号对所述液压驱动单元进行控制；当下一个采样时间点到达时，返回步骤“获取液压驱动单元的位置误差”。