[发明专利]一种基于干扰补偿和全状态约束的电液伺服系统预设性能输出反馈控制方法

权利要求书

1.一种基于干扰补偿和全状态约束的电液伺服系统预设性能输出反馈控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立双出杆液压缸伺服系统模型；

S2：设计基于模型不确定性补偿和全状态约束的电液伺服系统预设性能控制器；

S3：调节基于控制律u参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于干扰补偿和全状态约束的电液伺服系统预设性能输出反馈控制方法，其特征在于：上述S1的具体步骤为：根据牛顿第二定律，双出杆液压缸惯性负载的动力学模型方程为：

式中：y为负载位移，m表示惯性负载，P_L＝P₁-P₂为负载驱动压力，P₁和P₂分别为液压缸两腔压力，A为活塞杆有效工作面积，B代表粘性摩擦系数，表示其他未建模干扰，比如非线性摩擦，外部干扰以及未建模动态；

液压缸负载压力动态方程为：

式中：V_t表示液压缸两腔总有效容积，β_e为有效油液弹性模量，C_t为液压缸泄露系数，Q_L＝(Q₁+Q₂)/2是负载流量，Q₁是液压缸进油腔供油流量，Q₂为液压缸回油腔回油流量，q(t)为建模误差及未建模动态；

Q_L为伺服阀阀芯位移x_v的函数：

式中：为流量伺服阀的增益系数，C_d为伺服阀的流量系数，w为伺服阀的面积梯度，ρ为液压油的密度，P_s为供油压力；

sign(x_v)为：

假设伺服阀阀芯位移正比于控制输入u，即，x_v＝k_iu，其中k_i0是比例系数，u是控制输入电压；因此，等式(3)可以转化为：

式中：k_t＝k_qk_i表示总的流量增益；

定义状态变量那么整个系统可以写成如下状态空间形式：

式中：β₁＝B/m，β₂＝4β_eA²/mV_t，β₃＝4β_eC_t/V_t，d₂(t)＝4β_eAq(t)/mV_t。希望系统的输出状态约束在Ω中，Ω＝{x_i:|x_i|≤c_i,i＝1,2,3}，c_i＞0为常数；

假设1：d₁(x,t)和d₂(t)的导数有界，即

式中：δ、ζ为已知正常数；

假设2：期望指令x_1d(t)及其的时间i次倒数满足x_1d(t)≤υ₀≤c₁-L₁，υ_i＞0为常数，L₁0为设计参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于干扰补偿和全状态约束的电液伺服系统预设性能输出反馈控制方法，其特征在于：上述S2的具体步骤为：

S2.1：构建状态观测器和干扰观测器；

S2.2：设计控制器；

S2.3：验证系统稳定性。