比例伺服阀作为导弹发射平台、坦克、火炮等国防重载液压驱动系统的核心元件,由于其阀芯运动系统受到磁滞、液动力及Stribeck摩擦等复杂动态特性的制约,使得传统比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)控制方法难以突破...比例伺服阀作为导弹发射平台、坦克、火炮等国防重载液压驱动系统的核心元件,由于其阀芯运动系统受到磁滞、液动力及Stribeck摩擦等复杂动态特性的制约,使得传统比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)控制方法难以突破性能瓶颈。为此提出一种融合参数自适应律与扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的电液比例伺服阀自适应自抗扰控制器(Adaptive Active Disturbance Rejection Controller,AADRC)。通过建立阀芯运动的位置环状态空间模型,解析其非线性动态耦合机制;针对液压阀弹簧刚度、黏性阻尼系数等参数不确定性,设计参数自适应律在线估计未知参数,并利用ESO对磁滞-液动力-未建模摩擦复合非线性动态进行补偿。基于Lyapunov稳定性理论,严格证明该控制器可保证闭环系统状态、参数估计及干扰观测误差的全局一致最终有界性。对比实验结果表明:与PID控制器及基于标称模型的鲁棒控制器相比,新提出的AADRC在常速(0.5 Hz)和高速(2.0 Hz)正弦工况下均具有最小稳态跟踪误差;在三角波工况下能有效克服换向时的滞后。展开更多
文摘比例伺服阀作为导弹发射平台、坦克、火炮等国防重载液压驱动系统的核心元件,由于其阀芯运动系统受到磁滞、液动力及Stribeck摩擦等复杂动态特性的制约,使得传统比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)控制方法难以突破性能瓶颈。为此提出一种融合参数自适应律与扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的电液比例伺服阀自适应自抗扰控制器(Adaptive Active Disturbance Rejection Controller,AADRC)。通过建立阀芯运动的位置环状态空间模型,解析其非线性动态耦合机制;针对液压阀弹簧刚度、黏性阻尼系数等参数不确定性,设计参数自适应律在线估计未知参数,并利用ESO对磁滞-液动力-未建模摩擦复合非线性动态进行补偿。基于Lyapunov稳定性理论,严格证明该控制器可保证闭环系统状态、参数估计及干扰观测误差的全局一致最终有界性。对比实验结果表明:与PID控制器及基于标称模型的鲁棒控制器相比,新提出的AADRC在常速(0.5 Hz)和高速(2.0 Hz)正弦工况下均具有最小稳态跟踪误差;在三角波工况下能有效克服换向时的滞后。
