在中大型挖掘机电液伺服系统中存在复杂耦合非线性、模型不确定性,以及外部载荷不确定性等因素,都会造成挖掘机轨迹跟踪误差大,导致电液伺服系统的动态性能差。针对这一问题,提出了一种基于互联和阻尼分配(IDA)框架的反演控制器,以提高挖掘机工作装置在挖掘任务中的跟踪性能,并加强其鲁棒性。首先,利用先导阀、阀控非对称缸和阀控非对称缸模型构建了电液伺服系统的状态空间模型,并进一步基于哈密顿理论将该状态空间模型构造为具有扰动的三阶开环端口哈密顿系统(pH)。根据从pH系统中获得的互联矩阵和阻尼矩阵结构,逐步设计了虚拟控制信号,得到了控制律;然后,构造了一个匹配方程,以简化在其他系统上的设计和计算过程,并将期望的能量函数作为候选李雅普诺夫函数,根据李雅普诺夫稳定性定理证明了闭环系统在期望轨迹上的收敛性和稳定...

为了实现对电液伺服系统进行节能、准确、快速的位置控制,提出了一种基于节能方法的非线性反演控制方法。通过对电液伺服系统的模型分析,明确了其结构及比例方向阀的动力学模型。对电液伺服系统位置控制过程中的节能方法进行分析,利用比例溢流阀的开启压力与泵压的关系,计算出理想的供给压力,通过该压力对比例溢流阀进行控制,达到节能的效果。设计反演控制器,求取电液伺服系统的正则形式,并通过其获取比例方向阀的理想输入电压,通过比例方向阀对执行机构进行调节,达到准确、快速的位置控制的效果。通过实验对所提方法的位置控制效果和节能效果进行了验证,实验结果显示,所提方法能够对电液伺服系统进行准确、快速的位置控制,同时控制过程中具有较少的能量损失,具有较好的节能及位置控制效果。