一种微型容积式远程控制的静液作动器非线性补偿方法技术

本发明专利技术针对远程操控细长软管连接的微型液压作动器和软管连接的高压液压驱动系统，公开了一种液压作动器非线性补偿方法，以抑制以软管变形为代表的容腔变化对系统的时变非线性影响。以一种基于细长软管连接的微型双缸容积控制系统为例，首先建立其动力学方程；其次，将动力学方程转换为状态空间模型以完成其数学模型构建；最后，设计基于干扰观测器辨识外负载和径向基函数神经网络辨识软管非线性特性的双环控制器布局，同时在设计过程中利用Lyapunov函数判定判定系统的稳定性。本发明专利技术可抑制以软管变形为代表的容腔变化对系统时变非线性影响。

A Nonlinear Compensation Method for Micro-Volumetric Remote Control Hydrostatic Actuator

The invention discloses a non-linear compensation method for the hydraulic actuator for remotely controlling the micro-hydraulic actuator connected with the slender hose and the high-pressure hydraulic driving system connected with the hose, in order to suppress the time-varying non-linear influence of the change of the volume cavity represented by the deformation of the hose on the system. Taking a miniature two-cylinder volume control system based on slender hose connection as an example, the dynamic equation is first established; secondly, the dynamic equation is transformed into a state-space model to complete its mathematical model construction; finally, the layout of the double-loop controller based on disturbance observer to identify the external load and radial basis function neural network to identify the non-linear characteristics of the hose is designed. Lyapunov function is used to determine the stability of the system. The invention can restrain the time-varying non-linear effect of the change of the capacitance cavity represented by the deformation of the hose.

【技术实现步骤摘要】
一种微型容积式远程控制的静液作动器非线性补偿方法
本专利技术属于电静液作动器液压控制
，特别是一种微型容积式远程控制的静液作动器非线性补偿方法。
技术介绍
传统液压伺服控制系统有阀控和泵控两种。阀控系统结构简单、响应快，但效率低，油源需要储备较多的油；泵控系统虽效率高，但结构复杂，响应慢。上述系统方案从结构重量方面均难以轻型化，特别是小型作动器的设计，无法同时满足重量轻、装拆便捷且便于远程控制、噪音低等综合要求，所以典型的常规控制器对此类系统控制效果不尽如人意。基于小型双缸容积控制的静液驱动器有显著优势，其一般由伺服电机经滚珠丝杠驱动控制缸，经连接管路传递压力从而驱动作动缸。但两缸需基于液压软管以实现软管连接。另外，对高压远程操控液压系统，当对位置或速度控制精度和动态响应有严格要求时，包括管路在内的压力容腔变形对控制目标的影响显得尤为突出，需要找到一种有效控制方法解决这一非线性因素的影响。
技术实现思路
针对于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于针对远程操控细长软管连接的微型液压作动器和软管连接的高压液压驱动系统，公开了一种微型容积式远程控制的静液作动器非线性补偿方法，以抑制以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型容积式远程控制的静液作动器非线性补偿方法，其特征在于，基于微型双缸容积控制系统，该系统包含：控制缸和作动缸，二者通过细长软管连接；包括步骤如下：步骤1：建立系统动力学方程；步骤2：将上述建立的系统动力学方程转换为状态空间模型以完成其数学模型构建；步骤3：设计基于干扰观测器辨识外负载和径向基函数神经网络辨识软管非线性特性的双环控制器布局，同时在设计过程中利用Lyapunov函数判定判定系统的稳定性。

【技术特征摘要】
1.一种微型容积式远程控制的静液作动器非线性补偿方法，其特征在于，基于微型双缸容积控制系统，该系统包含：控制缸和作动缸，二者通过细长软管连接；包括步骤如下：步骤1：建立系统动力学方程；步骤2：将上述建立的系统动力学方程转换为状态空间模型以完成其数学模型构建；步骤3：设计基于干扰观测器辨识外负载和径向基函数神经网络辨识软管非线性特性的双环控制器布局，同时在设计过程中利用Lyapunov函数判定判定系统的稳定性。2.根据权利要求1所述的微型容积式远程控制的静液作动器非线性补偿方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：系统动力学平衡方程为：作动缸的摩擦力方程为：式中，Vh1是两个无杆室之间的油压缩和软管膨胀相结合的加压体积增量；Vh2是两个有杆室之间油压缩和软管膨胀相结合的加压体积增量；m是负荷质量；fv是总摩擦包括缸内的静摩擦和粘性摩擦；fs是最大静摩擦力；μvisc是粘性摩擦系数；Xpi、Xpo分别为控制缸和作动缸的位移；P1、P2分别为控制缸和作动缸的无杆室内的压力；AP1、AP2分别为控制缸的无杆室和有杆室的有效作用面积；AA1、AA2分别为作动缸的无杆室和有杆室的有效作用面积；Ft为加载到作动缸上的负载；液容C大小定义为流量与压力变化率的比值，给出以下公式：其中，q2，q1分别是流入和流出软管的流量。3.根据权利要求2所述的微型容积式远程控制的静液作动器非线性补偿方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：为了描述状态空间模型中的系统行为，组合公式(1)到(4)的方程给出：系统的状态变量由下式给出：然后结合式(5)到(7)，获得系统的状态空间模型：新的变量由定义，其中α＝AA2/AA1；因此，将新的代入式(8)得到新的系统状态空间模型为：式中，F是外力和摩擦力的总和；f(x)和g(x)是关于x和C的函数，C随系统状态而变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬，季恒宇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32