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1、基于鲁棒观测器的七功能液压机械手肘关节输出反馈鲁棒自适应控制方法研究3基于鲁棒观测器的七功能液压机械手肘关节输出反馈鲁棒自适应控制方法研究罗高生，顾临怡，陈家旺112（1浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江省杭州310027）（2浙江大学海洋学院，浙江杭州310027）摘要：针对伺服阀控制的、双螺旋副传动的七功能机械手肘关节存在液压系统强非线性、易受外界环境温度和压力变化引起的参数不确定性、外界未知强干扰和仅有位置和油液压力状态反馈的控制难题，提出了基于鲁棒观测器的输出反馈鲁棒自适应控制方法。该方法利用B
2、ackstepping控制器设计方法对耦合的未知系统参数和未知状态进行解耦，结合鲁棒观测器控制技术和鲁棒自适应控制方法分别对未知状态和不确定参数进行观测和估计，使用Lyapunov稳定性理论保证了系统全局渐进稳定的控制性以及系统状态的有界性，解决了同时存在系统参数不确定性和部分未知状态耦合的鲁棒控制问题。以国家高科技发展计划4500米深海作业系统的七功能主从液压机械手肘关节作为研究对象，使用本文所提出的控制方法进行在未知外界干扰下的对比研究。实验结果表明，闭环系统可以很好地跟踪参考轨迹，具有较强的鲁棒性，能获得令人
3、满意的稳态精度和动态性能能；同时修正后的参数估计能够保证在外界未知干扰下估计参数的有界性。关键词：液压系统；双螺旋副传动；鲁棒观测器；输出反馈鲁棒自适应控制；Backstepping控制图分类号：文献标识码：ResearchonRobustOutputFeedbackAdaptiveControlof7-funHydraulicManipulatorElbowBasedonRobustObserverLUOGao-sheng,GULin-yi,CHENJia-Wang（TheStateKeyLabofFluidPo
4、werTransmissionandControl,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China）(2OceanCollege,ZhejiangUniversity,310058,Hangzhou,PRChina)Abstract：Arobustoutputfeedbackadaptivecontrolmethodbasedonrobustobserverisproposedbasedonthefactthattheservo–valvecontrolledelbowjointof
5、a7-functionhydraulicmanipulatorwithdouble-screw-pairtransmissionhasthecontrolcharacteristicsofstrongnonlinearityofthehydraulicsystem,parametricuncertaintiessusceptibletotemperatureandpressurechangesoftheexternalenvironment,unknownexternaldisturbances,andonlypo
6、sitionandpressuremeasurements.UtilizedthedesignmethodoftheBacksteppingcontrollertodecoupletheunknownparametersandstates,andcombinedwiththerobustestimatordesignandrobustadaptivecontrollerdesignmethodtoestimateunknownparametersandunknownstates,thegloballyasympto
7、ticstabilityandboundednessofobserver-controllersystemwasguaranteedbyusingLyapunovstabilitytheory,andtherobustproblemsofcoupledunknownsystemparametersandstateshasbeensuccessfullysolved.Usingtheelbowjointofthe7-functionmaster-slavehydraulicmanipulatorforthe4500-
8、mDeep-seaWorkingSystemastheresearchsubject,acomparativestudywasconductedusingthecontrolmethodpresentedinthispaperunderunknownexternaldisturbances.Theexperimentalresultsshowthat1)th
