[发明专利]一种两自由度电液运动平台的高频干扰力抑制方法

权利要求书

1.一种两自由度电液运动平台的高频干扰力抑制方法，所述的两自由度电液运动平台包括两个垂直向阀控缸机构、大虎克铰(4)、支座(3)、上平台(5)和下平台(6)；所述的两个垂直向阀控缸机构分别为1号阀控缸机构(1)和2号阀控缸机构(2)；所述的1号阀控缸机构(1)和2号阀控缸机构(2)的下端分别通过各自的球铰与下平台(6)连接、上端分别通过各自的球铰与上平台(5)连接，所述的上平台(5)通过大虎克铰(4)与支座(3)相连，所述的支座(3)下端与下平台(6)固定连接；所述的上平台(5)绕大虎克铰(4)中心进行横摇和纵摇运动；

设大虎克铰(4)中心O为控制点，在控制点建立OXYZ坐标系；OX轴正方向由O点指向1号阀控缸机构(1)及2号阀控缸机构(2)上端球铰中心的连线的中心；OZ轴正方向垂直指向下平台(6)；OX、OY及OZ三个坐标轴的方向满足右手定则；d₁为1号阀控缸机构(1)与2号阀控缸机构(2)上端球铰中心的连线距离的一半，d₂为大虎克铰(4)中心与1号阀控缸机构(1)上端球铰中心的连线在OX轴上的投影长度；1号阀控缸机构(1)和2号阀控缸机构(2)中各元件结构参数相同，A为液压缸活塞与活塞杆之间的环形有效面积、V_t为液压缸两腔总容积、K_c为伺服阀流量压力系数、C_tc为液压缸总泄漏系数、K_q为伺服阀流量增益；

其特征在于：具体的抑制方法，包括以下步骤：

A、定义两自由度电液运动平台的两自由度位移参考信号为Q₀，Q₀为2×1列向量，表达式为：

Q₀＝[Rx₀ Ry₀]^T

式中，Rx₀为横摇自由度的位移参考信号，Ry₀是纵摇自由度的位移参考信号，上标T表示向量转置；

B、将矩阵J左乘信号Q₀，输出信号记为r_d，r_d为2×1列向量，计算公式为：

r_d＝JQ₀

矩阵J的表达式为：

C、将r_d作为参考信号发生器模块的输入信号，输出信号记为r_a，r_a为2×1列向量，计算公式为：

式中，s为拉普拉斯变换中的复变量，f₁、f₂均为转折频率，且f₁f₂；

D、将r_a作为积分器1模块的输入信号，输出信号记为r_v，r_v为2×1列向量，计算公式为：

E、将r_v作为积分器2模块的输入信号，输出信号记为r_x，r_x为2×1列向量，计算公式为：

F、采集1号阀控缸机构(1)中液压缸活塞杆的位移信号x₁、速度信号v₁、加速度信号a₁、液压缸两腔的压差信号P_L1、伺服阀阀芯位移x_v1，采集2号阀控缸机构(2)中液压缸活塞杆的位移信号x₂、速度信号v₂、加速度信号a₂、液压缸两腔的压差信号P_L2、伺服阀阀芯位移x_v2，令：

x＝[x₁ x₂]^T

v＝[v₁ v₂]^T

a＝[a₁ a₂]^T

P_L＝[P_L1 P_L2]^T

x_v＝[x_v1 x_v2]^T

将信号r_x、r_v、r_a、x、v、a、P_L、x_v作为抑制控制器模块的输入信号，计算抑制控制器模块的输出信号u，u为2×1列向量，计算公式为：

α₂＝mr_a-(mk₁+k₂)(v-r_v)-k₁k₂(x-r_x)-μ₃AP_ssat[k₁(x-r_x)+v-r_v]

式中，m为负载质量，P_s为油源供油压力，β_e为液压油体积弹性模量，f_v为伺服阀频带宽度，u_m为伺服阀额定驱动信号，k₁、k₂、k₃、k₄均为增益，μ₁、μ₂、μ₃、ε₁均为小于1的正数；其中，k₁、k₂、k₃、k₄、μ₁、μ₂、μ₃、ε₁均由工程师现场设置；sat(·)为饱和函数，计算公式为：

式中，Δ为小于1的正数，由工程师现场设置；

G、将抑制控制器模块的输出信号u作为两个阀控缸机构的驱动信号，输入到两个阀控缸机构，驱动两自由度电液运动平台运动。