【技术实现步骤摘要】
一种喷杆系统的自适应积分鲁棒控制方法
本专利技术涉及机电伺服控制
，主要涉及一种喷杆系统的自适应积分鲁棒控制方法。
技术介绍
喷杆式喷雾机是一种将喷头装在横向喷杆或竖立喷杆上的机动喷雾机。该类喷雾机的作业效率高，喷洒质量好，喷液量分布均匀，适合大面积喷洒各种农药、肥料和植物生产调节剂等的液态制剂。在现代工业生产中，喷杆式喷雾机广泛采用电液伺服控制技术来保证高精度的喷洒过程。喷杆喷药机是将液体分散开来的一种农机具，是以拖拉机配套完成喷洒作业的。喷杆升降折叠全自动液压控制，在驾驶室可完成操作过程，省时省力。配装高档组合阀，集调压、换向、分段控制、过滤、压力显示为一体，使用方便快捷。电液伺服控制系统是指以伺服元件(伺服阀或伺服泵)为控制核心的液压控制系统，它通常由指令装置、控制器、放大器、液压源、伺服元件、执行元件、反馈传感器及负载组成。电液伺服控制系统又称跟踪系统，是一种自动控制系统，在这种系统中，执行元件能够自动、快速而准确地按照输入信号的变化规律而动作。同时，系统还起到将信号功率放大的作用。电液伺服控制系统是一...
【技术保护点】
1.一种喷杆系统的自适应积分鲁棒控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、建立喷杆系统的数学模型，转入步骤2；/n步骤2、基于喷杆系统的数学模型，设计自适应积分鲁棒控制器，转入步骤3；/n步骤3、运用李雅普诺夫稳定性理论进行自适应积分鲁棒控制器稳定性证明，得到系统的有界稳定的结果。/n
【技术特征摘要】
1.一种喷杆系统的自适应积分鲁棒控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、建立喷杆系统的数学模型，转入步骤2；
步骤2、基于喷杆系统的数学模型，设计自适应积分鲁棒控制器，转入步骤3；
步骤3、运用李雅普诺夫稳定性理论进行自适应积分鲁棒控制器稳定性证明，得到系统的有界稳定的结果。
2.根据权利要求1所述的喷杆系统的自适应积分鲁棒控制方法，其特征在于，步骤1中，建立喷杆系统的数学模型，具体如下：
步骤1-1、所述喷杆系统应用于农业喷洒农药，包括喷杆、摆杆、机架、液压油缸、弹簧阻尼器，其中摆杆连接喷杆与机架，摆杆绕机架转动，喷杆绕摆杆转动，弹簧阻尼器设置在喷杆与机架之间，起到缓冲减振的作用；
以液压油缸长度对应角和喷杆水平倾角为作为广义坐标系，建立拉格朗日方程，喷杆系统的力矩平衡方程为：
式(1)中I2表示等效到喷杆绕摆杆转动转轴M处的转动惯量，β表示喷杆的水平倾角，M2表示摆杆的等效质量，l1表示摆杆的长度，g表示当地重力加速度，θ表示液压油缸的对应角，Δθ表示液压油缸伸缩时θ的变化量，Δθ＝θ-θ0，θ0表示θ的初始值，K2、C2分别表示等效到摆杆的转轴O处的旋转阻尼系数和刚度系数，K1、C1分别表示等效到摆杆的转轴M处的旋转阻尼系数和刚度系数，A为液压油缸活塞的有效面积，P1、P2分别表示液压缸进油腔油压与出油腔油压；D1表示喷杆系统摩擦等未建模干扰；液压缸位移xv与对应角θ的关系满足L表示一个固定值常量，由喷杆系统几何关系，得y＝LΔθ，其中表示摆杆的垂直摆动角，摆动很小，简化处理视为零，y表示液压油缸活塞杆的位移；
则式(1)改写为：
喷杆系统中，忽略油缸油液外泄漏，只考虑内泄漏，则压力动态方程为：
式(3)中βe表示油液有效弹性模量，y表示液压油缸活塞杆的位移，Ct表示液压缸内泄漏系数，PL＝P1-P2表示油缸两侧进出油腔油压压差，V1＝V01+Ay表示进油腔的控制体积，V2＝V02-Ay表示出油腔的控制体积，V01、V02分别表示进油腔和出油腔的初始体积，Q1、Q2分别表示进油腔和出油腔的流量；
Q1与Q2和伺服阀阀芯位移xv有如下关系：
其中，阀系数Cd表示流量系数，w0表示阀芯面积梯度，ρ表示油液密度，Ps是供油压力，Pr表示回油压力，s(xv)表示符号函数，被定义为：
忽略伺服阀阀芯的动态，假设作用于阀芯的控制输入u和阀芯位移xv成比例关系，即满足xv＝kiu，其中ki表示电压-阀芯位移增益系数，u为输入电压，因此式(4)被改写成：
式(6)，中间变量ku＝kqki，中间变量中间变量
步骤1-2、定义状态变量：系统未知参数θ＝[θ1,θ2]T＝[C1,K1]T,则式(2)力矩平衡方程转化为状态方程：
为便于控制器设计，假设如下：
假设1：系统参考指令信号x1d(t)是二阶连续的，且系统期望位置指令、速度指令及加速度指令都是有界的；系统总的干扰D1足够光滑，使得均存在并有界即：
式(3)中δ1,δ2均为未知正常数，即具有不确定的上界；
假设2：参数不确定性θ的大小范围已知，即
式中θmin＝[θ1min,θ2min]T,θmax＝[θ1max,θ2max]T为向量θ的已知上下界；
转入步骤2。
3.根据权利要求2所述的喷杆系统的自适应积分鲁棒控制方法，其特征在于，步骤2中，基于喷杆系统的...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。