被动式电液力伺服系统的自适应反步滑模控制
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电液伺服系统的间接自适应模糊滑模跟踪控制
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｎｄ ｒ ｃ ｓ ａ ｃ ｎ Ｉ ｉｅ ｔＡｄａ ｉｅ Ｆ ｚ ｙ Ｓ ｉ ｉ ｇ Ｍ ｏ ｅ Ｔｒ ｃ ｎ ｐｔｖ ｕ ｚ ｌｄ ｎ ｄ ａ ｋｉ ｇ Ｃｏ ｔ ｏ ｏ ｅ ｔｏ Ｈ ｙ ｒ ｕ ｉ ｅ ｖ ｙ ｔｍ ｎ ｒ ｌｆ ｒ Ｅｌ ｃｒ － ｄ ａ ｌｃ Ｓ ｒ ｏ Ｓ ｓｅ
刘 云峰 缪 ， 栋 方 文斌 粱树 晖 ， ，
（ ． 二 炮 兵 工程 学 院 ， 西 西安 ７ ０ ２ ； ． １第 陕 １ ０ ５ ２ 第二 炮 兵 驻 ８ ０ ６ ２厂
军 代 室 ， 北 武 汉 ４ ０２ ； ． 二 炮 兵 装 备 研 究 院 ， 京 １０ ８ ） 湖 ３０３ ３ 第 北 ０ ０ ５
ｉ ｈｓ ｐ ｐ ｒ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ．Ａｎ ｄ ｐｔｖ ｕ ｚ ｙ ｔｍ ａ ｄｏ ｔ ｄ ｔ ｅ ｌｃ ｙ ｔ ｍ ｈａ ａ ｔ ｒ ａ ａ ｉｅ ｆ ｚ ｙ ｓ ｓ ｅ ｗ ｓａ ｐ ｅ ｏ ｒ ｐａ ｅｓ ｓｅ ｃ ｒ ｃｅ ．Ｔ ｈｅｃ ｎｔｏ ａ ｓｄ ｓｇｎ ｄ ｂ ｌｄｎｇ ｏ ｒ ｌｌｗ ｗａ ｅ ｉ ｅ ｙ ｓｉｉ
０ 引 言
电液 伺 服 系统 是 一 典 型 的 非 线性 系统 ， 存 在 且 多个不 确定 因素 。这些 非线 性 和不确 定 性使 系 统 的
中， 系统 不确 定性 参 数 的界可 能是 未知 的 。 为此 ， 对 电液 伺服 系统 的跟 踪控 制 ， 文提 出 针 本 了一 个 间接 自适应 模 糊滑 模 的设计 方案 。
ｓ ｔｈ ｃｎ ｒ１ ｗｉ ｏ ｔｏ ．Ｔｈ ｉ ｌｔ ｎ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗｅ ｈ ｔ ｔ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｐ ｒ ａ ｈ ｗａ ａｉ ｃ ｅｓｍｕａ ｉ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｐ ｏ ｃ ｓ ｖ ｌ ｏ ｓ ｄ．
电液伺服系统的自适应滑模控制研究
Abstract: For the chattering problem of sliding mode control (SMC) method, an adaptive SMC for electro-hydraulic servo system (EHSS) is presented. Factors causing system chattering are summarized for the uncertainties of EHSS. The corresponding control law and adaptive law are designed. Simulation results show that the proposed adaptive SMC for EHSS can effectively weaken the system chattering in comparison to the conventional SMC. Key words: control system emulation technique; electro-hydraulic servo system; sliding mode control; adaptive control
图1 Fig. 1
电液伺服系统示意图
Diagram of electro-hydraulic servo system
在活塞上的力的平衡，导致以下运动方程：
Fg = A1P 1 − A2 P 2 = Mt
d2 y dy + Bt + Ks y + FL， 2 dt dt
（ 1）
其中， Fg 为活塞产生的力； P 1和 P 2 为气缸两室的压力； A 1 和 A2 为这两个室的阀芯面积； M t 为活塞和活 塞负荷的总质量； Bt 为活塞和负载的黏性阻尼系数； Ks 为负载弹簧常数； y 为活塞位移； FL 为任意负 载力。 定义负载压降 PL = P 1−P 2 ，并考虑到气缸是对称缸， Ap = A 1 = A2 ，式（ 1）可写为
电液伺服位置系统的变结构自适应鲁棒控制
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第２卷 第１期 ３ １
文章编号 ： ０ ９ ４ （０ ６ １ — １９— ４ １ ６— ３ ８ ２０ ） １ ０ ４ ０ ０
计
算
机 仿
真
２６ １ ０ 年１月 ０
电液伺 服 位 置 系统 的变 结构 自适 应 鲁棒 控 制
方一 呜 ， 聂颖 ， 王众
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ：Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｔ ｅ ｍａ ｈ ｍｏ ｅ ｆ ｎｅ ｅ ｔｏ—ｈ ｄ ａ ｌ ｅ ｖ ｏ ｉ ｏ ｙ ｔｍ ｅ ｃ ｂ ｄ ｂ ｈ ｒ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｈ ｔ ｄ ｌ ｌ ｃｒ ｏａ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓ ｒ ｏｐ ｓ ｉ ｎ ｓ ｓ ｃ ｔ ｅ ｄ ｓ ｒ ｅ ｙ ａｔ ｉ ｉ ｄ—ｏ － ｒ
赖于一个时间函数使 系统在两个不 同的控制律之 问进行切 换 ， 以满足 不同运动 阶段 的要求 。此 外在应用 变结构控制 的同 时， 通过参数 自 适应来消除系统不确定性对控制性 能的影 响， 增 加了系统 的鲁棒性 。然后 基于李亚普诺 犬稳定性理 论 进
证明了所设计 系统 的渐近稳定性。最后将此方法应 用于冷轧机电液伺服位置系统进行仿真 ， 结果表明这种针对 不同运 动阶 段的特点所设计 的控制器满足 了变结构控制的町达 条件 ， 达到 了 减小系统到达滑模面 的时间和削弱抖振的 目的。与传统 的 变结构控制对 比 。 该文所设计的控制器在减小啊应 时间 、 抑止超调和提高鲁棒性方 面都具有先进性。 关键词 ： 变结构控制 ； 电液伺服位置系统 ； 自适应 ； 真 仿
ｓｒ ｃｕ ｅ ｃ ｎｒ ｌｔｅ ｒ ．Ｉ ｈ ｅ ｃ ｉ ｇｐ ａ ｅ ａ ｄ ｄ ｒｎ ｅ ｓｉ ｉ ｇｐ ａ ｅ， ｗ ｉ ｅ ｅ ｔ ｏ ｔ ｌ ｒ ｒ ｅ ｉ ｎ ｄ ｒ — ｔ ｔ ｒ ｏ ｔ ｈ ｏ ｕ ｏ ｙ ｎ ｔｅ ｒ ａ ｈ ｎ ｈ ｓ ｎ ｕ ｇ ｔ ｌ ｎ ｈ ｓ ｔ ｏ ｄ ｆ ｒ ｎ ｎｒ ｌ ｓａ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｅ ｉ ｈ ｄ ｆ ｃ ｏｅ ｓ ｅ ｔ ｅｙ，ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｄ ｐ ｅ ｅｙ ｎ ｎ ａ ｔ ｕ ｃｉ ｎ ｉ ｒ ｅ ｏｍｅ ｔ ｉ ｅｅ ｔ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ｉ ｅ ｅ ｔ ｈ ｓ ｓ ｐ ｃｉ ｌ ｖ ｎ ｙａ ｅ ａ ｏ ｔ ｄ ｒ ｌｉ ｇｏ ｍｅ ｆ ｎ ｔ ｏ ｄ ｒｔ ｅ ｆ ｒ ｎ ｑ ｉ ｈ ｉ ｏ ｎ ｄｆ ｒ ｅ ｎ ｓｉ ｄ ｆ ｒ ｎ ａ ｅ ． ｎ ｆ ｐ Ｍｏ ｅ ｖ ｒ ， ｌ ｎ ｔ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ａ ａ ｔ ｒｕ ｃ ｒａｎｙ ｏ ｈ ｏ ｔｏ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ． ｎ ａ ｓ ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｉ ａ ｒ ｏ ｅ ｔ ｅ ｉ ａｅ ｔｅ ｉｆ ｅ ｃ ｆｐ ｒ ｍｅ ｅ ｎ ｅ ｔｉｔ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒｌ ｅ ｏｍａ ｃ ｓ ａ ｄ ｌ ｉ ｔ ｏ ｓ — ｏ ｍｉ ｌ ｆ ｐｖ ｄ ｐｅ ｏ ｔｄ，ｔ ｅ ｅ ｓ ｓｅ ’ ｏ ｕ ｔ ｅ ｓｉ ｉ ｃｅ ｓ ｄ ｈ ｎ ｔ ｙ ｔｍ Ｓｒ ｂ ｓｎ ｓ ｎ ｒ ａ ｅ ．Ｔ ｅ ａ ｙ ｔ ｔ ａ ｔ ｂｌ ｙ ｏ ｄ ｐ ｉｅ ｔ ｈ ｓ ｈ ｓ ｍｐ ｏｉ ｌｓａ ｉ ｔ ｆａ ａ ｔ ｗｏ—ｐ ａ ｅ ＶＳ ｙ ｔｍ ｓ ｃ ｉ ｖ ｈ ｓ Ｃ ｓ ｓｅ ｉ ｐ ｖ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｙ ｐ ｎ ｖ ｓ ｂ ｌ ｙ ｔ ｅ ｒ ．Ｔ ｅｐ ｐ ｓ ｄ ａ ａ ｔ ｅ ｓｉｉ ｇｍｏ ｅｃ ｎ ｒ ｌ ｔ ｏ ｓａ ｐ ｉｄ ｔ ｎｅ ｅ ｔ ｏ ｒ ｅ ａ ｅ ｎ Ｌ ａ ｕ ｏ ｔ ｉ ｔ ｈ ｏ ａ ｉ ｙ ｈ ｒ ｏ ｅ ｄ ｐ ｉ ｌ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｄ ｉ ｐ ｌ ｏ ａ ｌ ｃｒ ｏ ｖ ｄ ｏ ｍｅ ｅ ｏ
第２卷 第１期 ３ １
文章编号 ： ０ ９ ４ （０ ６ １ — １９— ４ １ ６— ３ ８ ２０ ） １ ０ ４ ０ ０
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机 仿
真
２６ １ ０ 年１月 ０
电液伺 服 位 置 系统 的变 结构 自适 应 鲁棒 控 制
方一 呜 ， 聂颖 ， 王众
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ：Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｔ ｅ ｍａ ｈ ｍｏ ｅ ｆ ｎｅ ｅ ｔｏ—ｈ ｄ ａ ｌ ｅ ｖ ｏ ｉ ｏ ｙ ｔｍ ｅ ｃ ｂ ｄ ｂ ｈ ｒ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｈ ｔ ｄ ｌ ｌ ｃｒ ｏａ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓ ｒ ｏｐ ｓ ｉ ｎ ｓ ｓ ｃ ｔ ｅ ｄ ｓ ｒ ｅ ｙ ａｔ ｉ ｉ ｄ—ｏ － ｒ
赖于一个时间函数使 系统在两个不 同的控制律之 问进行切 换 ， 以满足 不同运动 阶段 的要求 。此 外在应用 变结构控制 的同 时， 通过参数 自 适应来消除系统不确定性对控制性 能的影 响， 增 加了系统 的鲁棒性 。然后 基于李亚普诺 犬稳定性理 论 进
证明了所设计 系统 的渐近稳定性。最后将此方法应 用于冷轧机电液伺服位置系统进行仿真 ， 结果表明这种针对 不同运 动阶 段的特点所设计 的控制器满足 了变结构控制的町达 条件 ， 达到 了 减小系统到达滑模面 的时间和削弱抖振的 目的。与传统 的 变结构控制对 比 。 该文所设计的控制器在减小啊应 时间 、 抑止超调和提高鲁棒性方 面都具有先进性。 关键词 ： 变结构控制 ； 电液伺服位置系统 ； 自适应 ； 真 仿
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基于奇异摄动理论的电液伺服系统Backstepping滑模自适应控制
振
动
与
冲
击
第 ３ 卷第 １ ｌ １期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＲＡＴ１ Ｂ ０Ｎ ＡＮＤ Ｓ Ｈ０ＣＫ
基 于奇异 摄 动理 论 的 电液伺 服 系统 Ｂ ｃｓｅｐｎ ａｋｔｐ ｉｇ滑 模 自适 应控 制
吴忠强 ，夏 青
秦 皇岛 ０６ ０ ） ６ ０４
（ 山大学 西校 区电气学 院工业计算机控制工程河北省重点实验室 ， 燕 河北
Ｚ ｏｇｑａｇ． Ｉ ｉ ｈ ｎ —ｉｎ ＸＡ Ｑｎ ｇ
（ ｅ ａ ｆ ｎ ｕｔａ Ｃ ｍ ｕｅ ｏｔ ｌ ｎｉ ｅｉｇｏ ｅｅ Ｐｏｉｃ ， ａｓａ ｎ ｅｓｙ Ｑｎ ｕｎｄｏ０ ６０ ， ｈｎ ） Ｋ ｙＬ ｂｏ ｄ ｓ ｉ ｏ ｐｔｒ ｎｒ ｇ ｅｒ ｆ ｂ ｉ ｒｖ ｅ Ｙ ｎｈｎＵ ｉ ｒ ｔ， ｉ ａｇａ ６ ０ ４ Ｃ ｉａ Ｉ ｒｌ Ｃ ｏＥ ｎ ｎ Ｈ ｎ ｖ ｉ ｈ
决 了高阶非线性 系统 的控制 问题 ， 用滑模方法抑制 系统 的外部 扰动 ， 对系统 的不确 定性参数进行 自适应估计 。数 字仿真 的结 果验证 了所设计控制器 的正确性和有效性 。
关键词 ：电液伺服系统 ； 奇异摄动理论２ ３ ４ Ｐ ７ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
摘 要 ：针对电液伺服位置跟踪系统中存在的非线性特性、 系统参数和外部负载的非匹配不确定性 ， 提出了基于
奇异摄动理论 的电液伺 服系统 的 Ｂ ｃｓ ｐ ｉｇ ａｋｔ ｐｎ 滑模 自适应 控制 。利用 奇异摄 动 中双 时间刻度理 论将原 系统分解 为快慢 ｅ 变子系统 ， 分别设计快变和慢变子系统的控 制律 ， 再合成得 到复合 控制器 。应 用 Ｂ ｃ ｓ ｐ ｉｇ的逆 向递推 方法有 效地解 ａｋｔ ｐｎ ｅ
动
与
冲
击
第 ３ 卷第 １ ｌ １期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＲＡＴ１ Ｂ ０Ｎ ＡＮＤ Ｓ Ｈ０ＣＫ
基 于奇异 摄 动理 论 的 电液伺 服 系统 Ｂ ｃｓｅｐｎ ａｋｔｐ ｉｇ滑 模 自适 应控 制
吴忠强 ，夏 青
秦 皇岛 ０６ ０ ） ６ ０４
（ 山大学 西校 区电气学 院工业计算机控制工程河北省重点实验室 ， 燕 河北
Ｚ ｏｇｑａｇ． Ｉ ｉ ｈ ｎ —ｉｎ ＸＡ Ｑｎ ｇ
（ ｅ ａ ｆ ｎ ｕｔａ Ｃ ｍ ｕｅ ｏｔ ｌ ｎｉ ｅｉｇｏ ｅｅ Ｐｏｉｃ ， ａｓａ ｎ ｅｓｙ Ｑｎ ｕｎｄｏ０ ６０ ， ｈｎ ） Ｋ ｙＬ ｂｏ ｄ ｓ ｉ ｏ ｐｔｒ ｎｒ ｇ ｅｒ ｆ ｂ ｉ ｒｖ ｅ Ｙ ｎｈｎＵ ｉ ｒ ｔ， ｉ ａｇａ ６ ０ ４ Ｃ ｉａ Ｉ ｒｌ Ｃ ｏＥ ｎ ｎ Ｈ ｎ ｖ ｉ ｈ
决 了高阶非线性 系统 的控制 问题 ， 用滑模方法抑制 系统 的外部 扰动 ， 对系统 的不确 定性参数进行 自适应估计 。数 字仿真 的结 果验证 了所设计控制器 的正确性和有效性 。
关键词 ：电液伺服系统 ； 奇异摄动理论２ ３ ４ Ｐ ７ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
摘 要 ：针对电液伺服位置跟踪系统中存在的非线性特性、 系统参数和外部负载的非匹配不确定性 ， 提出了基于
奇异摄动理论 的电液伺 服系统 的 Ｂ ｃｓ ｐ ｉｇ ａｋｔ ｐｎ 滑模 自适应 控制 。利用 奇异摄 动 中双 时间刻度理 论将原 系统分解 为快慢 ｅ 变子系统 ， 分别设计快变和慢变子系统的控 制律 ， 再合成得 到复合 控制器 。应 用 Ｂ ｃ ｓ ｐ ｉｇ的逆 向递推 方法有 效地解 ａｋｔ ｐｎ ｅ
被动式电液伺服加载系统的反步自适应控制研究
被动式电液伺服加载系统的反步自适应控制研究被动式电液伺服加载系统的反步自适应控制研究摘要：被动式电液伺服加载系统是一种常用于测试和模拟载荷的控制系统。
然而，由于其装载特性难以确定和变化不定，传统的控制方法往往难以满足实际需求。
因此，本研究采用了反步自适应控制算法，对被动式电液伺服加载系统进行研究。
通过对实验结果的分析与对比，验证了该控制算法在提高系统动态性能和适应未知扰动方面的有效性。
关键词：被动式电液伺服加载系统；反步自适应控制算法；动态性能；未知扰动一、引言随着工程领域的不断发展，对于各类机械装置的测试和仿真需求日益增长。
其中，被动式电液伺服加载系统作为一种常用的控制系统，广泛应用于负载模拟、材料测试、结构力学分析和故障诊断等领域。
然而，被动式电液伺服加载系统具有装载特性难以确定和变化不定的特点，这给传统的控制方法带来了很大的挑战。
针对被动式电液伺服加载系统的控制问题，近年来出现了许多新的控制策略。
其中，反步自适应控制算法作为一种自适应控制方法，逐渐受到了研究者的关注。
该算法能够实时估计装载特性的变化，并根据估计结果进行自适应调整，从而提高系统的控制性能。
本研究旨在探索被动式电液伺服加载系统的反步自适应控制方法，并验证其在提高系统动态性能和适应未知扰动方面的有效性。
通过实验方法，对比分析了反步自适应控制算法与传统控制方法在系统响应速度、输出精度和适应性等方面的差异，从而为被动式电液伺服加载系统的控制提供一种新的思路和方法。
二、被动式电液伺服加载系统及其控制方法1. 被动式电液伺服加载系统的基本结构和工作原理被动式电液伺服加载系统由液压模块、执行机构、传感器和控制器等组成。
其中，液压模块负责提供液压能源，执行机构将液压能源转化为机械能，传感器用于检测系统的状态，控制器则根据传感器反馈信息实现对系统的控制。
被动式电液伺服加载系统的工作原理是，在外界施加的载荷作用下，通过控制执行机构的液压传动装置，使得执行机构能够按照一定的速度和位移进行工作。
电液伺服力控系统的自适应滑模控制
４ （ 原重 型机 械学 院机 电分 院 太
林 廷圻
（ 西安交 通 大学）
摘要 ：针对存在 确定 胜的 非线性 电浈伺服力控 系统 的跟踪控 制问题 ，基 于等价控制 的概 念，提 出了一种 自适 应 滑模控制律综台方法 ．应用参数 自适 应的方法 ，消除不确定性对 控制性 能的影响，以达 到鲁棒跟踪控制 的 目的 。 为了证 明这种控制器 可行性 ．利 用微 机实现 的该 控制器被应 用于某疲劳试验 机电液伺服 系统 ，实时控制 的结果验
ＡＡ： （ ． △ （） ２
Ａ Ａ必须满足如式（ 的限制条件 。 ２ ） 本 文 在传 统滑 模 控 制 中应 用 参 数 自适 应 的 方 法 ，来实现渐近稳定的滑模控制 ，自适应律用来消 除系统 参数 的不确 定性 ， 以达 到鲁 棒跟 踪 的 目标 。
， ，
为此 ， 系统式（］ 对 １，首先选取如下滑模流型
度也有 所 不 同，但不 管参 数如何 变 化 ，它总 是有 界
分别 是系 统 的输出位 移 、速度 和力传 感 器所
测 量 到 的驱 动 力 ， 则 系统 的状 态 空 间 描 述 可 表 示
为【
ｊ （ （“ ｌ △） 口 ）
Ｙ＝［ ０ １ ０ ］ Ｘ
ｒ １ １
和 系统 式（） 构 成 的 闭 环 系统 是 渐 近 稳 定 的 ， 为 １所 此 ，可 以采 用 文 献 ［】 ５中极 点配 置 的方 法 或 者 化 为 二次 型最优 的方法 来选择 ｃ的参 数 。
并使 整个 力控 制 系统对 系统 参数 的变 化 、不确 定性 增 益变 化及 扰 动 呈 现 强 的 鲁 棒 性 和 良好 的跟踪 性 能 。为此 ，我们 先 做如 下假定 （）系统 式（） １ １的标 称 系统 是可 以获得 的 ，即在 系 统式（） １中矩 阵 Ａ、Ｂ 及 扰 动 Ｆ 的估计 Ａ 、 亩 、 ， 通过 分析 或辨 识是 能够得 到 的 。 （）控 制 增益 阵 ６ｘ满 足下 列条件 ２ （ ）
林 廷圻
（ 西安交 通 大学）
摘要 ：针对存在 确定 胜的 非线性 电浈伺服力控 系统 的跟踪控 制问题 ，基 于等价控制 的概 念，提 出了一种 自适 应 滑模控制律综台方法 ．应用参数 自适 应的方法 ，消除不确定性对 控制性 能的影响，以达 到鲁棒跟踪控制 的 目的 。 为了证 明这种控制器 可行性 ．利 用微 机实现 的该 控制器被应 用于某疲劳试验 机电液伺服 系统 ，实时控制 的结果验
ＡＡ： （ ． △ （） ２
Ａ Ａ必须满足如式（ 的限制条件 。 ２ ） 本 文 在传 统滑 模 控 制 中应 用 参 数 自适 应 的 方 法 ，来实现渐近稳定的滑模控制 ，自适应律用来消 除系统 参数 的不确 定性 ， 以达 到鲁 棒跟 踪 的 目标 。
， ，
为此 ， 系统式（］ 对 １，首先选取如下滑模流型
度也有 所 不 同，但不 管参 数如何 变 化 ，它总 是有 界
分别 是系 统 的输出位 移 、速度 和力传 感 器所
测 量 到 的驱 动 力 ， 则 系统 的状 态 空 间 描 述 可 表 示
为【
ｊ （ （“ ｌ △） 口 ）
Ｙ＝［ ０ １ ０ ］ Ｘ
ｒ １ １
和 系统 式（） 构 成 的 闭 环 系统 是 渐 近 稳 定 的 ， 为 １所 此 ，可 以采 用 文 献 ［】 ５中极 点配 置 的方 法 或 者 化 为 二次 型最优 的方法 来选择 ｃ的参 数 。
并使 整个 力控 制 系统对 系统 参数 的变 化 、不确 定性 增 益变 化及 扰 动 呈 现 强 的 鲁 棒 性 和 良好 的跟踪 性 能 。为此 ，我们 先 做如 下假定 （）系统 式（） １ １的标 称 系统 是可 以获得 的 ，即在 系 统式（） １中矩 阵 Ａ、Ｂ 及 扰 动 Ｆ 的估计 Ａ 、 亩 、 ， 通过 分析 或辨 识是 能够得 到 的 。 （）控 制 增益 阵 ６ｘ满 足下 列条件 ２ （ ）
电液力伺服系统自适应抗扰控制研究
2019年第12期
液压与'动
57
doi: 10.11832/j. issn. 1000-4858.2019.12-009
电液力伺服系统自适应抗扰控制研究
李 波1，芮光超1，方 磊1，撒羯洁2，汤 裕2，沈 冈！I2
(1.中国船舶重工集团公司第七一三研究所，河南郑州450000； 2.中国矿业大学机电学院，江苏徐州221116)
收稿日期：2018固2固0 基金项目：装备预研教育部联合基金(6141A020331) 作者简介:沈刚(1982&),男，安徽利辛人，教授，博士，主要 从事电液伺服系统方面的科研和教学工作。
5网络算法控制高超声速飞行器的动力学模型。
近年来，
步法的控制研究及应用得到了国
摘要：考虑到电液伺服系统中存有各种非线性因素、不确定干扰以及参数时变，为了提高干扰下电液
力伺服系统的控制精度，以电液伺服振动实验台作为控制对象，构建其非线性模型，同时使用参数自适应率
对不定参数进行补偿，并在反演控制器中引入滑模控制以降低系统的干扰敏感性，利用Lyapunav理论保证
闭环系统的全局稳定。对设计的控制器进行实验，模拟在有未知外部位置干扰下的力控制，提升系统的稳定 性。实验结果证明，此控制方法能够有效地提升电液力伺服系统的抗干扰跟踪性能。
LI Ba 1, RUI Guang-chaa 1, FANG Lei1, SA Yun-jie 2, TANG Yu 2, SHEN Gang2
(1. The 713 Research Institute of China Shipbuilding Industrg Corporation, Zhengzhou, Henan 450000 ； 2.SchoolooMechaieonccEngcneeecng, ChcnaUnceeesci ooMcncngand TechnologD, Xuzhou, Jcangsu 221116)
液压与'动
57
doi: 10.11832/j. issn. 1000-4858.2019.12-009
电液力伺服系统自适应抗扰控制研究
李 波1，芮光超1，方 磊1，撒羯洁2，汤 裕2，沈 冈！I2
(1.中国船舶重工集团公司第七一三研究所，河南郑州450000； 2.中国矿业大学机电学院，江苏徐州221116)
收稿日期：2018固2固0 基金项目：装备预研教育部联合基金(6141A020331) 作者简介:沈刚(1982&),男，安徽利辛人，教授，博士，主要 从事电液伺服系统方面的科研和教学工作。
5网络算法控制高超声速飞行器的动力学模型。
近年来，
步法的控制研究及应用得到了国
摘要：考虑到电液伺服系统中存有各种非线性因素、不确定干扰以及参数时变，为了提高干扰下电液
力伺服系统的控制精度，以电液伺服振动实验台作为控制对象，构建其非线性模型，同时使用参数自适应率
对不定参数进行补偿，并在反演控制器中引入滑模控制以降低系统的干扰敏感性，利用Lyapunav理论保证
闭环系统的全局稳定。对设计的控制器进行实验，模拟在有未知外部位置干扰下的力控制，提升系统的稳定 性。实验结果证明，此控制方法能够有效地提升电液力伺服系统的抗干扰跟踪性能。
LI Ba 1, RUI Guang-chaa 1, FANG Lei1, SA Yun-jie 2, TANG Yu 2, SHEN Gang2
(1. The 713 Research Institute of China Shipbuilding Industrg Corporation, Zhengzhou, Henan 450000 ； 2.SchoolooMechaieonccEngcneeecng, ChcnaUnceeesci ooMcncngand TechnologD, Xuzhou, Jcangsu 221116)
电气伺服系统的自适应模糊积分滑模控制
的切换 函数作 为模 糊 系统 的输 入 ， 采用 积分 滑模 并
面设 计 切 换 函数 ， 现 高 精 度 模 糊 滑 模 控 制 ， 实 由
收稿 日期 ： ０ ９ ０ — ； 回 日期 ： ０ ９ ０ — ３ ２０—４１ 修 ５ ２ ０— ６２
基 金 项 目 ： 国一 加 利 亚 政 府 间 国 际 合 作 项 目（ ２１ ） 中 保 １－ １
响 ， 位置 控制 的精 度一 直是 人们 关 注 的问题 。 其 滑 模控 制器 是一 种有 效 的非 线性 鲁棒 控制 器 ，
近 年来 ， 模糊 控 制器 Ｆ Ｃ在 许 多 应用 场 合 取 得
了优 于传 统控 制 的效 果 。 是 ， 阶 系统 大 量对 应 但 高 的大 量模 糊规 则往 往使 分 析过 程复 杂化 。
性； 丁 表示 电磁转 矩 。 如果 电流 表 示形 式 恰 当， 电
磁 转 矩 可 简 化 为
丁 ＝ Ｋ （ ） ￡ （） ２
２ 自适 应模 糊 积分 滑 模 控 制器 设 计
２ １ 传 统 滑 模 控 制 器 ．
式中： Ｋ 是转 矩 系数 ； ｉ ）则 是 控制 电流 。 而 （ 电气 伺服 系统 的框 图如 图 １所示 。
第２ ２卷 第 ２ 期
２１ ０ ０年 ４月
电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报
Ｐｒ ｃ ｅ ｉ ｇ ｆｔ ｅ Ｃ Ｕ— ＰＳ ｏ ｅ ｄ ｎ ｓｏ ｈ Ｓ Ｅ Ａ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ２ １２ ．
Ａｐ ． ｒ ２０ １０
电 气 伺 服 系统 的 自适 应 模 糊 积 分 滑 模 控 制
・
２８ ・
电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报
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反 步控制 ；滑模控 制 中 图分 类 号 ：Ｖ ２ １ ６ ． ８ 文献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ：１ ０ ０ ０ — １ ０ ９ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ － ０ ６ １ ６ — ０ ９
ＤＯＩ ：１ ０． ３ ９ ６ ９ ／ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ． １ ０ ００ ． １ ０９ ３． ２ ０１ ７． ０ ３． ０２ ７
Ａｄａ ｐｔ ｉ ｖ ｅ Ｂａ ｃ ｋｓ ｔ ｅ ｐｐ ｉ ｎｇ Ｓ ｌ ｉ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｍｏ ｄｅ Ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｐａ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ － ｈ ｙ ｄｒ ａ ｕｌ ｉ ｃ Ｆｏ ｒ ｃ ｅ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
２． Ｃｏ ｌ ｌ ａ ｂｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｉ ｎｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｍａ ｃ ｈｉ ｎ ｅ ｒ ｙ Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎｔ Ａｄｖ ａ ｎｃ ｅ ｄ Ｍａ ｎ ｕｆ ａ ｅ ｔ ｕｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｈｅ ｎａ ｎ Ｐｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ，
ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎｅ ｄ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｃ ｋ ｓ ｔ ｅ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｈｅ ｏ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ — ｓ ｔ ｅ ｐ ｒ ｅ ｅ ｕ ｒ ｓ ｉ ｖ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ． Ａ ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎｅ ａ ｒ ａ ｄａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ
ｌ ｉ ｃ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ ｉ ｎ ｈ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｑ ｕ ｅ，ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｉ ｍｅ － ｖ ａ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ
（ １ ． 河 南 科 技 大 学 机 电 工 程学 院 ，河 南 洛 阳 ４ ７ １ ０ ０ ３；
２ ． 河南科技大学 机械装备先进制造河南省协同创新中心 ， 河南 洛阳 ４ ７ １ ０ ０ ３ ）
摘要 ：针对 被 动式 电液力 伺服 系统 存在 固有 的 多余 力 矩 、 控 制 伺 服 阀 的非 线 性 以及 参 数 时 变
Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ７ １ ０ ０ ３，Ｈｅ ｎ ａ ｎ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃｔ ： Ａｎ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｂａ ｃ ｋ ｓ ｔ ｅ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ ｓ ｌ ｉ ｄ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｄｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐｏ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ － ｈ７年 ３月
兵
工
学
报
Ｖ０ １ ． ３８ ＮＯ ． ３ Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ７
ＡＣＴＡ ＡＲＭＡＭ ＥＮＴＡＲＩ Ｉ
被动式 电液 力伺服 系统的 自适应反步滑模控制
李 阁强 ， 顾 永升 ，李健 ，李 跃松 ，郭 冰 菁
性 问题 ， 提 出一种 自适 应反 步 滑模控 制策 略 。建 立系统 的 非线性 状 态空 间方程 ； 基 于反 步控制 理论
思想 ， 通过 ３步递 推 法设计 系 统 的反 步控 制器 ； 在 反 步法递 推 的第 ３步 结合 滑模 控 制方 法 ， 选 择 合 适的Ｌ ｙ ａ ｐ ｕ ｎ ｏ ｖ函数 ， 给 出系统 不确定 参数 的 自适应 律 ， 设计 出非 线性 自适 应 反 步滑 模 控制 器 ， 并利 用Ｌ ｙ ａ ｐ ｕ ｎ ｏ ｖ稳定 性定 理对 所设 计 的控制器 稳 定性进 行 证 明。仿 真和 实验 结 果表 明 ， 该 控 制器 能 够 有效地 抑 制 多余 力 矩 ， 并且对 参数摄 动 及 外界扰 动具 有较 强 的鲁棒 性 。 关 键词 ：控制 科 学与技 术 ；被 动式 电液 力伺服 系统 ；多余 力矩 ； 参 数 时变 性 ；非 线性 ；自适 应
ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ． Ａ ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈｅ ｄ． Ａ ｂ ａ ｃ ｋｓ ｔ ｅ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ｉ ｓ
Ｌ Ｉ Ｇｅ ． ｑ ｉ ａ ｎ ｇ。 ＇
，
Ｇ Ｕ Ｙ ｏ ｎ ｇ — ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ Ｊ ｉ ａ ｎ ，Ｌ Ｉ Ｙ ｕ ｅ ． ｓ ｏ ｎ ｇ ， Ｇ Ｕ Ｏ Ｂ ｉ ｎ ｇ ． ｊ ｉ ｎ ｇ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ７１ ０ ０ ３，Ｈｅ ｎ ａ ｎ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ；
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被动式 电液 力伺服 系统的 自适应反步滑模控制
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思想 ， 通过 ３步递 推 法设计 系 统 的反 步控 制器 ； 在 反 步法递 推 的第 ３步 结合 滑模 控 制方 法 ， 选 择 合 适的Ｌ ｙ ａ ｐ ｕ ｎ ｏ ｖ函数 ， 给 出系统 不确定 参数 的 自适应 律 ， 设计 出非 线性 自适 应 反 步滑 模 控制 器 ， 并利 用Ｌ ｙ ａ ｐ ｕ ｎ ｏ ｖ稳定 性定 理对 所设 计 的控制器 稳 定性进 行 证 明。仿 真和 实验 结 果表 明 ， 该 控 制器 能 够 有效地 抑 制 多余 力 矩 ， 并且对 参数摄 动 及 外界扰 动具 有较 强 的鲁棒 性 。 关 键词 ：控制 科 学与技 术 ；被 动式 电液 力伺服 系统 ；多余 力矩 ； 参 数 时变 性 ；非 线性 ；自适 应
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