具有干扰抑制的电液伺服系统控制器设计

常景岚，张高峰，曹秀芳，杨秀萍*，王收军

（1.天津理工大学a.天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，b.机电工程国家级实验教学示范中心，天津300384；2.南京晨光集团有限责任公司，南京210006）

电液伺服系统由于具备响应快、精度高、维护方便、传动效率高等优点被广泛应用在航空航天、军工、矿山机械、冶金炼金等领域[1]。然而电液伺服系统作为典型的传动系统，其控制精度受到建模不完整和非线性因素的影响[2]，这就对其控制策略提出了很高的要求。

为了提高电液伺服系统的控制精度，文献[3]建立了尽可能详细的电液系统模型，运用自适应鲁棒控制策略。在此基础上，文献[4]使用滤波器来避免虚拟控制器中的复杂微分项，但其只依靠非线性反馈项来处理模型中各种不确定性，获得的控制性能只能在较小干扰下保持。文献[5]采用有限时间滑模控制，但无法消除不匹配干扰对于系统控制性能的影响。观测器理论上可以对系统中未知干扰进行估计，从而提高系统抗干扰能力[6-7]。文献[8]设计了非线性观测器，但其采用的鲁棒控制法需要依靠很大的反馈增益来保证系统稳定性，而过大的反馈增益会导致系统控制器在设计初时的一些前提条件被破坏，进而使系统发散。

因此，本文针对电液伺服系统高度非线性和模型不确定性的特点，设计了一个不匹配干扰来描述系统的模型误差，建立了考虑摩擦以及不匹配干扰的阀控缸数学模型。通过设计观测器来预测系统中存在的不匹配干扰，使用基于参数映射的自适应律处理系统中的不确定参数，同时由非线性反馈项抑制误差造成的影响。……