一种双液压缸的植保机喷杆高度和倾斜度非线性控制方法技术

一种双液压缸的植保机喷杆高度和倾斜度非线性控制方法，第一步：喷杆位置控制器接收喷杆高度和角度信号，输入喷杆位置控制器；第二步：喷杆位置控制器根据喷杆高度和角度信息，结合Lyapunov稳定理论设计控制规律，输出电压信号作用到植保机的两个液压缸，实现对喷杆高度和角度调节。本发明专利技术应用基于植保机械喷杆动力学模型，液压缸的流量特性模型，液压缸的节流方程，建立两液压缸位移与喷杆高度、倾斜之间的耦合状态方程；基于耦合状态方程，设计喷杆的位置控制器，结合Lyapunov稳定性理论，实现喷杆植保机喷杆高度和倾斜度的同时调节。所设计的控制器能提高植保机喷杆精确喷洒的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种双液压缸的植保机喷杆高度和倾斜度非线性控制方法
：本专利技术涉及大型植保机械喷杆的控制领域，尤其是关于喷杆高度和倾斜角度同时调节的控制方法。
技术介绍
：我国作为农业生产大国，大型植保机械作为防治病虫草害的工具，是农业规模化和高效化生产的必要农用机械，被誉为植被防治的支柱之一。植保机械对于经济作物高产、面粮稳产上起着很大的作用，同时对于减少化学农药的残留起着举足轻重的作用，因此现代农业生产已经离不开植保机械。在作业过程中的植保机会受到路面的平整度影响，喷杆由于车体的晃动和速度影响而产生不规则的运动。喷杆主要有三种不规则运动情况：垂直方向上的高度、垂直方向上的翻滚和水平方向上的偏转。喷杆的这三种不规则运动会导致喷杆与冠层高度变化，造成药液沉积量分布不均、与农作物碰撞的现象，严重时可能产生喷杆末端触地。
技术实现思路
：专利技术目的：为了解决上述问题，本专利技术提供了一种具有双液压缸的植保机喷杆高度和倾斜度同时调节的非线性控制方法。技术方案：本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双液压缸的植保机喷杆高度和倾斜度非线性控制方法，其特征在于：/n第一步：喷杆位置控制器接收喷杆高度x

【技术特征摘要】
20190615 CN 2019105182600;20190615 CN 2019105182591.一种双液压缸的植保机喷杆高度和倾斜度非线性控制方法，其特征在于：
第一步：喷杆位置控制器接收喷杆高度xp和角度θ信号，输入喷杆位置控制器；
第二步：喷杆位置控制器根据喷杆高度和角度信息，结合Lyapunov稳定理论设计控制规律，输出电压信号作用到植保机的两个液压缸，实现对喷杆高度和角度调节。


2.根据权利要求1所述的一种双液压缸的植保机喷杆高度和倾斜度非线性控制方法，其特征在于：
第一步中的喷杆位置控制器为利用两液压缸位移与喷杆高度、倾斜之间的耦合状态方程构建喷杆的位置控制器。


3.根据权利要求2所述的一种具有双液压缸的植保机喷杆高度和倾斜度同时调节的非线性控制方法，其特征在于：
两液压缸位移与喷杆高度、倾斜之间的耦合状态方程是基于植保机械喷杆动力学模型，液压缸的流量特性模型以及液压缸的节流方程建立的。


4.根据权利要求2或3所述的一种具有双液压缸的植保机喷杆高度和倾斜度同时调节的非线性控制方法，其特征在于：
两液压缸位移与喷杆高度、倾斜之间的耦合状态方程，其表述如下：
选取状态变量
定义参数ζi1＝Ai1βe，ζi2＝βeCt，ζi3＝βegi1，ζi4＝βegi2，ζi5＝βeAi2，φi1＝βi1βi2，φi2＝βi2-βi1，εi1＝ζi4βi1，εi2＝ζi3βi2，εi3＝βi2ζi1+βi1ζi5，εi4＝(βi1+βi2)ζi2，εi5＝ζi1-ζi5，i＝1,2；
Ai1和Ai2分别表示无杆腔和有杆腔的活塞面积；Vi1和Vi2分别为液压缸i的两腔初始总容积；βe为油液的弹性模量；Ct为液压缸的内泄漏系数；gi为电压—流量增益，ui为伺服阀输入电压信号；
其中2xp＝xc1+xc2，xc2-xc1＝2Ltan(θ)；xp为喷杆的高度，xc1是液压缸1的活塞位移xc2是液压缸2的活塞位移θ为喷杆的角度，xpd为喷杆的期望高度，θd为喷杆的期望角度，L为液压缸与喷杆接触点到喷杆重心的距离；
根据基于植保机械喷杆的动力学模型，液压缸的流量特性模型以及液压缸的节流方程，得到系统的状态方程为：



其中，ω＝[ω1,ω2,ω3,ω4]T为外部输入扰动，ps为供油压力，xi1＝xci,代表液压缸1，2









M为喷杆质量，m为活塞质量，J为转动惯量x3d为第三状态变量的虚拟控制目标，


5.根据权利要求4所述的一种具有双液压缸的植保机喷杆高度和倾斜度同时调节的非线性控制方法，其特征在于：
喷杆位置运动系统的动力学模型表述如下
喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树江，王伟，孔丽新，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21