大型串联机械臂液压控制系统存在变负载及外干扰问题,机械臂不同工作姿态的等效质量会造成液压缸系统固有频率变化,影响系统动态特性,为此提出一种基于线性扩张状态观测器的滑动模态控制策略(LESOSMC)。以破拆机器人机械臂为研究对象,仿真试验结果表明:LESOSMC在机械臂处于不同姿态时,保持了很好的动态特性和稳态精度,对周期正弦信号也具有良好的跟踪性能。LESOSMC在机械臂变负载控制中具有良好的鲁棒性,满足重载液压机械臂关节位置控制的要求,为解决液压重载机械臂关节液压缸的位置控制提供了有效的工程方法。

为提高阀控单出杆缸电液伺服系统性能,在构建阀控单出杆缸电液伺服系统动态机理模型基础上,提出了一种具有加速度前馈的二阶线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)方法,采用奇异摄动理论分析了闭环系统稳定性,并针对系统响应性能和抗干扰性能与传统PID控制进行仿真和实验对比。结果表明:具有加速度前馈的LADRC对系统中存在的多源不确定扰动具有较强鲁棒性,能有效提高系统动、静态性能,并实现对给定信号的快速、精确轨迹跟踪。

设计一种用于双输入双输出液位控制系统的状态估计控制器。从双输入双输出液位控制系统的结构出发,研究其结构及工作原理。在考虑系统集中扰动的基础上,利用系统的已知增益时滞比求取系统的状态空间方程。采用线性扩张状态观测器,构造系统的估计方程,并通过期望信号与输出信号误差的比值,构建状态估计控制器。通过所设计的状态估计控制器,求取双输入双输出液位系统中两个通道的估计方程以及控制信号。利用干扰观测器方法与所提方法分别对恒定及变化期望液位曲线进行跟踪。结果表明:在跟踪恒定及变化液位曲线时,所提方法对双输入双输出液位系统的控制效果较好,能够控制系统液位快速按照期望液位变化,可实现对双输入双输出液位的准确控制。

受工况及运行环境的影响,永磁同步电机的参数会在运行过程中发生一定程度的变化。为解决电机参数变化导致的模型失配问题和数字控制系统中的一拍延迟问题,将无差拍电流预测控制与无模型控制结合。针对传统无模型控制中扰动估计的复杂和耗时问题,引入线性扩张状态观测器对系统扰动进行估计并进行前馈补偿。将基于传统PI控制的永磁伺服系统模型与文中所提模型进行仿真对比实验,仿真结果证明文中所提方法改善了永磁同步电机控制系统的动态响

阀控非对称缸是一类典型电液伺服系统,具有强非线性和不确定性。传统非线性控制方法很难有效处理包含未建模态、外部扰动以及参数变化等多源不确定扰动对控制性能的影响。针对这一问题,本文提出了一种电液伺服系统线性自抗扰控制方法,利用线性扩张状态观测器实现综合扰动的实时估计,并采用状态误差反馈控制律给予主动补偿,同时消除跟踪误差。证明了设计的线性扩张状态观测器状态观测误差的收敛性。根据工程实际中的参数进行仿真研究,其结果表明这种控制方法能有效抑制电液伺服系统中不确定性扰动,与PID控制器相比具有较强的鲁棒性,并提高了位置跟踪精度。