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专利号: 202110247290X
申请人: 中国矿业大学
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:

1.一种电液伺服系统位置闭环跟踪误差限定控制方法,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤1:建立阀控双出杆液压缸的数学模型,其中,液压缸流量连续性方程具体表述如下:其中,Ap为液压缸活塞的有效作用面积,xp为液压缸活塞杆的位移,p1为液压缸进油口的压力,Q1为液压缸进油口的流量,p2为液压缸回油口的压力,Q2为液压缸回油口的流量,ps为油源压力,Ctl为液压缸总泄漏系数,Vt为液压缸进油腔和回油腔的总体积,βe为液压缸油液的有效体积弹性模量;

负载力平衡方程,具体表述如下其中,Fg为液压缸作用在浮动天轮的力,m为总质量,Bp为液压缸粘性阻尼系数;

选择电液伺服系统状态变量为 则可得到系统的状态方程如下所示:

其中,θ1=Ap/m,θ2=Bp/m,D=FL/m,θ3=4βeAp/Vt,θ5=4βeCtl/Vt,θ5=4βe/Vt;

步骤2,设计位置跟踪误差限定控制器,具体如下:定义电液伺服系统跟踪误差:T T

z=[z1,z2,z3]=[x1‑xpr,x2‑α1,x3‑α2]式中,α1和α2为虚拟控制量;

在步骤2中,使电液伺服系统跟踪误差z1趋近于0:定义隔离李雅普诺夫函数为

式中,kb为电液伺服系统位置跟踪误差限定,位置跟踪误差的绝对值|z1|<kb,则V1对时间的导数为将 带入上式可得,

由系统跟踪误差z2=x2‑α1可得x2=z2+α1,并带入上式可得为保证系统的稳定性,可得虚拟控制量α1为式中,k1为一个大于0的实数;

将虚拟控制量α1带入上式,得到在步骤2中,使电液伺服系统跟踪误差z2趋近于0:则电液伺服系统跟踪误差z2对时间的导数为式中,为虚拟控制量α1对时间的导数;

定义新的李雅普诺夫函数V2为则,V2对时间的导数如下所示,并带入x3=z3+α2,可得则,为保证系统的稳定性,可选取虚拟控制量α2为式中,k2为一个大于0的实数;

并将虚拟控制量α2带入上式,可得在步骤2中,使电液伺服系统跟踪误差z3趋近于0:电液伺服系统跟踪误差z3对时间的导数为式中, 为虚拟控制量α2对时间的导数;

定义新的李雅普诺夫函数V3为因此,V3对时间的导数如下所示,可得从而可以得到系统控制输入为式中,k3为一个大于0的实数;

并将系统的控制输入QL带入上式,可得因而,根据李雅普诺夫稳定性判据可得,系统稳定。