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专利号: 2018100992236
申请人: 湖北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种气动位置伺服系统自适应反演摩擦补偿控制方法,其特征在于:s1建立系统状态变量及其导数的表达式

x1=θ

s2选用LuGre摩擦模型表征气动系统的摩擦力,该摩擦力表达式为其中,式中σ0为摩擦刚性系数;σ1为摩擦阻尼系数;σ2为黏性摩擦因数;fc为库伦摩擦力矩;fs为静摩擦力矩;ωs为Stribeck速度;z为接触面鬃毛的平均变形;g(ω)为大于0且有界的函数,LuGre摩擦力模型中参数fc,fs,ωs在文献[魏琼.气动伺服加载系统关键技术研究[D],北京航空航天大学,2014.]中通过大量实验和辨识已经得到;σ0,σ1,σ2是大于零而未知的参数,z是未知且不可测的;

s3设计包含σ0,σ1,σ2和z的李雅普诺夫函数,并证明该函数的一阶导小于零,则系统误差收敛,同时满足稳定性和精度要求。

2.根据权利要求1所述的气动位置伺服系统自适应反演摩擦补偿控制方法,其特征在于:步骤s3中设计李雅普诺夫函数时,对于鬃毛变形状态变量z,设置两个观测器。

3.根据权利要求2所述的气动位置伺服系统自适应反演摩擦补偿控制方法,其特征在于:所述两个观测器具体为:其中,为接触面鬃毛的平均变形的估计值。

4.根据权利要求3所述的气动位置伺服系统自适应反演摩擦补偿控制方法,其特征在于:步骤s3中的李雅普诺夫函数具体为:其中,e1表示角度误差,e2表示速度误差,e3表示压差的误差,表示β0的估计误差,表示β1的估计误差,表示β2的估计误差,为其中一观测器接触面鬃毛的平均变形的估计误差,为另一观测器接触面鬃毛的平均变形的估计误差;γ0、γ1、γ2为中间变量;

该李雅普诺夫函数的 则该系统误差收敛,

同时满足稳定性和精度要求。

5.根据权利要求1所述的气动位置伺服系统自适应反演摩擦补偿控制方法,其特征在于:步骤s1中的假设条件为:(1)所用工作介质为理想气体,满足理想气体状态方程;

(2)气源压力及温度恒定;

(3)马达中的气体是混合均匀的,每一瞬时腔中每一个点的状态参数相同;

(4)马达与外界以及马达两腔之间没有泄漏;

(5)气体在流过阀口或其它节流孔时的流动状态均视为等熵绝热过程。