冗余驱动并联机构动力学模型TVC优化H∞鲁棒控制

论文摘要

针对冗余驱动并联机构控制系统设计未结合动力学建模,未考虑伺服阀动、静态特性等问题,基于第二类Lagrange方程和流体力学动力学知识,对动平台及液压系统中机械、液压系统建模,建立电液伺服系统五阶传递函数模型,通过主导能量最优模型将其降为三阶模型。以此为控制对象提出了基于三矢量控制（Three vector control,TVC）反馈优化的H∞鲁棒控制策略（TVC-ROB）,并与TVC前馈反馈控制、TVC反馈优化的模糊自适应PID控制（TVC-FAPID）两种控制策略在阶跃信号、线性扫频、实际武广谱路谱等进行对比分析。结果表明,TVC反馈的提出有效拓展了系统频宽,且提高液压系统阻尼比和固有频率,因此TVC-ROB在高频跟踪性能上改善较为明显,其位移误差百分比仅为1. 26%,且引入的H∞鲁棒控制提高了系统抗扰、抗噪性能。

论文目录

• 0 引言
• 1 冗余驱动并联机构描述
• 2 冗余驱动并联机构动力学模型
•   2.1 基于Lagrange方法的动平台动力学模型
•   2.2 液压驱动系统动力学模型
•     2.2.1 液压动力机构
•     2.2.2 液压缸动力学方程
•   2.3 电液伺服系统传递函数确定
•   2.4 基于主导能量最优模型的主导极点降阶
•     2.4.1 主导极点确定
•     2.4.2 模型最优降阶方法
•     2.4.3 降阶前后模型对比分析
• 3 控制器设计
•   3.1 引入TVC反馈控制器
•   3.2 基于TVC优化的H∞鲁棒控制器设计
• 4 控制策略
•   4.1 仿真验证
•   4.2 试验分析
• 5 结束语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王启明,苏建,高大威,吕志超,宗高强

关键词: 冗余驱动并联机构,动力学建模,降阶,反馈,鲁棒控制

来源: 农业机械学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅱ辑

专业: 机械工业

单位: 上海理工大学机械工程学院,吉林大学交通学院,同济大学汽车学院

基金: 国家自然科学基金项目(51575232),国家自然科学青年基金项目(51705322),上海市青年科技英才扬帆计划项目(19YF1434600)

分类号: TH112

页码: 403-412

总页数: 10

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