欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2021104529404
申请人: 燕山大学
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
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种液压驱动单元的位置控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:获取液压驱动单元的位置误差,所述位置误差为期望位置与液压驱动单元的实际输出位置的差值;

根据所述位置误差,基于拟牛顿算法确定用于控制液压驱动单元的初始控制信号;

根据所述位置误差,基于模糊规则确定控制信号优化步长的搜索方向;

在所述搜索方向上,采用Armijo‑Goldstein准则确定控制信号优化步长;利用所述控制信号优化步长对初始控制信号进行优化,并基于优化后的控制信号对所述液压驱动单元进行控制;

当下一个采样时间点到达时,返回步骤“获取液压驱动单元的位置误差”;

所述根据所述位置误差,基于拟牛顿算法确定用于控制液压驱动单元的初始控制信号,具体包括:利用近似Hessian矩阵的迭代公式,确定当前采样时间点的近似Hessian矩阵;

根据当前采样时间点的近似Hessian矩阵和所述位置误差,利用控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式计算用于控制液压驱动单元的初始控制信号;

所述近似Hessian矩阵的迭代公式为:

其中,Bk和Bk‑1分别表示当前采样时间点k和前一个采样时间点k‑1的近似Hessian矩阵,yk‑1和sk‑1分别表示前一个采样时间点k‑1的初始控制信号和位置误差;

控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式为:

其中,s表示位置误差,当计算当前采样时间点k的初始控制信号时,s=sk,sk‑1表示前一个采样时间点k‑1的位置误差,Bk表示当前采样时间点k的近似Hessian矩阵;f(·)表示控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式,f(sk‑1)表示前一个采样时间点k‑1的控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式的函数值。

2.根据权利要求1所述的液压驱动单元的位置控制方法,其特征在于,所述根据所述位置误差,基于模糊规则确定控制信号优化步长的搜索方向,之前还包括:判断所述初始控制信号的TD误差是否小于误差阈值,获得判断结果;

若所述判断结果为是,则利用所述初始控制信号对所述液压驱动单元进行控制;当下一个采样时间点到达时,返回步骤“获取液压驱动单元的位置误差”。

3.根据权利要求1所述的液压驱动单元的位置控制方法,其特征在于,所述在所述搜索方向上,采用Armijo‑Goldstein准则确定控制信号优化步长,具体包括:在所述搜索方向上,采用Armijo‑Goldstein准则 ,求解不等式确定控制信号优化步长;

其中,f(·)表示控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式,αk表示当前采样时间点k的控制信号优化步长,dk表示当前采样时间点k的搜索方向,gk为控制液压驱动单元的传递函数对当前采样时间点k的位置误差的偏导数,ρ为常数。

4.根据权利要求1所述的液压驱动单元的位置控制方法,其特征在于,所述利用所述控制信号优化步长对初始控制信号进行优化,具体包括:利用公式y'k←yk+α[rk+γyk‑yk‑1]对所述控制信号的控制值进行优化,直到所述控制信号的控制值的TD误差小于误差阈值;

其中,y'k为当前采样时间点k的优化后的控制信号、yk和yk‑1分别表示当前采样时间点k和前一个采样时间点的初始控制信号;α为控制信号优化步长,[rk+γyk‑yk‑1]为TD误差计算式,rk表示当前采样时间点k的控制值的反馈,γ为折扣率。

5.一种液压驱动单元的位置控制系统,其特征在于,所述系统包括:位置误差获取模块,用于获取液压驱动单元的位置误差,所述位置误差为期望位置与液压驱动单元的实际输出位置的差值;

初始控制信号确定模块,用于根据所述位置误差,基于拟牛顿算法确定用于控制液压驱动单元的初始控制信号;

搜索方向确定模块,用于根据所述位置误差,基于模糊规则确定控制信号优化步长的搜索方向;

控制信号优化步长确定模块,用于在所述搜索方向上,采用Armijo‑Goldstein准则确定控制信号优化步长;

优化控制模块,用于利用所述控制信号优化步长对初始控制信号进行优化,并基于优化后的控制信号对所述液压驱动单元进行控制;

所述初始控制信号确定模块,具体包括:

近似Hessian矩阵确定子模块,用于利用近似Hessian矩阵的迭代公式,确定当前采样时间点的近似Hessian矩阵;

初始控制信号计算子模块,用于根据当前采样时间点的近似Hessian矩阵和所述位置误差,利用控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式计算用于控制液压驱动单元的初始控制信号;

所述近似Hessian矩阵的迭代公式为:

其中,Bk和Bk‑1分别表示当前采样时间点k和前一个采样时间点k‑1的近似Hessian矩阵,yk‑1和sk‑1分别表示前一个采样时间点k‑1的初始控制信号和位置误差;

控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式为:

其中,s表示位置误差,当计算当前采样时间点k的初始控制信号时,s=sk,sk‑1表示前一个采样时间点k‑1的位置误差,Bk表示当前采样时间点k的近似Hessian矩阵;f(·)表示控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式,f(sk‑1)表示前一个采样时间点k‑1的控制液压驱动单元的传递函数的泰勒展开公式的函数值。

6.根据权利要求5所述的液压驱动单元的位置控制系统,其特征在于,所述控制系统还包括:判断模块,用于判断所述初始控制信号的TD误差是否小于误差阈值,获得判断结果;

控制模块,用于若所述判断结果为是,则利用所述初始控制信号对所述液压驱动单元进行控制;当下一个采样时间点到达时,返回步骤“获取液压驱动单元的位置误差”。