基于指数收敛观测器的协调臂自适应滑模控制

潘润超，李志刚

(南京理工大学 机械工程学院， 南京 210094)

弹药自动装填技术是中大口径火炮武器系统的核心关键技术之一，弹丸协调器采用直线油缸摆动支撑的方式驱动，用于把弹丸从接弹位协调到与身管平行的位置，要求具有较高的定位精度，并且定位过程平稳，无冲击[1]。本文研究的对象实际表现为电液伺服系统驱动的高速重载机械臂，液压油缸负载力变化显著，协调器本体在液压油缸驱动下绕耳轴运动，且液压油缸负载力随协调角度变化而变化。电液非线性系统中参数的不确定性以及时变干扰会严重恶化控制器性能，使协调器的高精度运动跟踪控制器的设计变得困难，因此弹丸协调臂控制策略的研究对提高火炮射速具有重要意义。Yao等[2]在研究单杆液压油缸驱动机械臂的跟踪控制问题时，针对液压系统中伺服阀部件的动态以及非线性摩擦等因素，设计了一种非连续投影算法的自适应鲁棒控制器，获得了较好的控制效果。但上述自适应鲁棒控制算法集成了反演控制技术，要求虚拟控制律可导，控制律较为复杂。王海燕[3]提出了一种基于反步法的高阶非线性滑模变结构控制，保证了对不匹配扰动和不确定性参数的鲁棒性，将鲁棒滑模观测器附加到闭环控制系统中，用于估计未测量状态，实现输出反馈控制。邹权[4]采用了自适应算法在线估计系统中不确定参数，引入了一种非连续性投影算法，保证参数估计的有界性。……