高速开关阀控气动位置伺服系统的自适应鲁棒控制

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1、学兔兔www.xuetutu.com第51卷第10期机械工程学报Vl01．51NO．102015年5月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGMay2015DoI：10．3901／JME．2015．1O．180-．-_I—同tI速开关阀控气动位置伺服系统的自适应鲁棒控制水孟德远，2陶国良2李艾民李威(1．中国矿业大学机电工程学院徐州221116；2．浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027)摘要：针对高速开关阀控气动位置伺服系统所具有的模型参数不确定性、不确定非线性以及外干扰，为实现气缸的高精度运动轨迹跟踪控制，设

2、计了基于标准投影映射的自适应鲁棒控制器。该控制器通过在线最dx-乘参数估计来减小模型中参数不确定性，利用基于反步法设计的非线性鲁棒控制来抑制参数估计误差、不确定非线性以及外干扰的影响，从而保证一定的瞬态性能和高的气缸运动轨迹控制精度。由于运用了标准投影映射以保证在线参数估计有界，控制器的两个部分可以独立进行设计。试验表明，所设计的控制器能获得良好的轨迹跟踪控制性能，对干扰具有较强的性能鲁棒性，系统跟踪幅值为0．09m，频率为0．5Hz的正弦期望轨迹时，最大绝对跟踪误差为1．51mm，标准跟踪误差0．72mm。关键词：气动位置伺服系统；运动轨迹跟踪控制

3、；自适应鲁棒控制；高速开关阀中图分类号：TP273AdaptiveRobustControlofPneumaticCylindersUsingFastSwitchingon／ofSolenoidValvesMENGDeyuan·TAOGuoliangLIAiminLIWei(1．SchoolofMechatronicEngineering，ChinaUniversityofMining&Technology,Xuzhou221116；2．StateKeyLaboratoryofFluidPowerTransmissionandControl，Zhej

4、iiangUniversity,Hangzhou310027)Abstract：Astandardprojectionmapping—basedadaptiverobustcontrollerisproposedtoachievehigh-accuracymotiontrajectorytrackingcontrolofapneumaticcylinderdrivenbyfastswitchingon／ofsolenoidvalves．Duetothemodelerrors，unmodelleddynamicsandtheunknowndisturb

5、ances，thereexistlargeparametricuncertaintiesandrathersevereuncertainnonlinearitiesinthemodelingofthepneumaticpositionservosystem．Toaddresstheseproblems，theproposedcontrolleremployson-lineparameterestimationtoreducetheextentofparametricuncertainties，andutilizesanonlinearrobustco

6、ntrolmethodtoattenuatetheefectsofparameterestimationerrors，uncertainnonlinearitiesanddisturbances．Therefore，aprescribedtransientcontrolperformanceandhi【ghtrackingaccuracyisguaranteed．Inaddition，thecompleteseparationoftheestimatordesignandtherobustcontrollawdesignisrealizeddueto

7、theadoptionofthestandardprojectionmappingtechnology．Extensiveexperimentalresultsarepresentedtoillustratetheefectivenessoftheproposedcontrolleranditsperformancerobustnesstosuddendisturbances．Fortrackingasinusoidaltrajectorywithamplitudeof0．09m，frequencyof0．5Hz，themaximumabsolute

8、trackingeroris1．51113／I1andtheroot-mean-squaretracking