【技术实现步骤摘要】
一种电动静液弹性作动器的力跟踪控制方法
[0001]本专利技术涉及了一种力跟踪控制方法，具体涉及一种电动静液弹性作动器的力跟踪控制方法。
技术介绍
[0002]跟踪控制技术现已成为执行器必备的功能之一，因此力控制的研究领域得到了广泛的关注。其中为了实现良好的力跟踪控制性能，采用弹性作动器已成为一种有效的解决方案。这种方案被广泛应用于机械臂、人机交互机器人、遥操作执行器中。电动静液式的弹性作动器，由于采用液压驱动，相对于现有的电动弹性作动器具有力矩输出大、质量功率比大等优点，在重载领域具有良好的应用潜力，因此电动静液式的弹性作动器的力跟踪控制方法的研究工作具有重要意义。
[0003]目前电动静液弹性作动器的样机已有相关研究工作，而精准的力控制研究较少。主要面临的问题包括两个方面。第一：液压系统严重的非线性和模型不确定性；第二：未知的外界环境。现有的力跟踪控制方法中，阻抗控制是一种可实现未知环境下力跟踪控制的方法，通过阻抗模型实现对外界未知环境的柔顺性，然而力跟踪精度难以保障。在加工制造、膜具冲压、打磨等领域，精准的力控制关系到产品的质量，因此开展未知环境下，精准的力跟踪阻抗控制是亟待解决的关键技术。随着控制技术的发展，自适应控制、鲁棒控制等控制方法在实际中得到广泛的应用，采用自适应技术估计外界的未知环境，并且采用鲁棒控制克服液压系统自身的非线性和模型不确定性可解决力跟踪阻抗控制的难题。
技术实现思路
[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提供一种针对电动静液弹性作动器的力跟踪控制...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电动静液弹性作动器的力跟踪控制方法，其特征在于：方法包括如下步骤：步骤一：建立电动静液弹性作动器的动力学模型；根据动力学模型使用反步控制法建立满足反馈约束的鲁棒位置控制器，将液压缸的活塞杆的位移输入鲁棒位置控制器中处理，鲁棒位置控制器输出电机的控制转速，将电机的控制转速输入电动静液弹性作动器中控制电机，获取电动静液弹性作动器与外界环境的接触力和负载质量块运动的位移；步骤二：建立电动静液弹性作动器与外界环境交互的环境参数估计器，将负载质量块运动的位移和电动静液弹性作动器与外界环境的接触力输入环境参数估计器中处理，环境参数估计器输出环境弹性系数估计值；步骤三：建立阻抗位置信号跟踪器，将电动静液弹性作动器与外界环境的接触力和环境弹性系数估计值输入阻抗位置信号跟踪器中处理，阻抗位置信号跟踪器输出液压缸的活塞杆的位移的最终位置跟踪信号，对液压缸的活塞杆的位移进行位置跟踪，从而实现电动静液弹性作动器的力跟踪控制。2.根据权利要求1所述的一种电动静液弹性作动器的力跟踪控制方法，其特征在于：所述的步骤一中，电动静液弹性作动器包括电机、液压缸、液压缸的活塞杆、液压泵和弹性作动器，弹性作动器的内部开设有安装槽，安装槽内安装有弹簧，液压缸的活塞杆的末端穿设过弹性作动器紧压弹簧的一端，弹簧的另一端抵住安装槽的槽壁，弹性作动器远离液压缸的活塞杆的一侧安装有负载质量块。3.根据权利要求2所述的一种电动静液弹性作动器的力跟踪控制方法，其特征在于：所述的步骤一中，建立的电动静液弹性作动器的动力学模型具体如下：述的步骤一中，建立的电动静液弹性作动器的动力学模型具体如下：述的步骤一中，建立的电动静液弹性作动器的动力学模型具体如下：其中，m
cyl
为液压缸的活塞杆的质量；x
cyl
为液压缸的活塞杆的位移，为液压缸的活塞杆运动的速度，为液压缸的活塞杆运动的加速度；B
cyl
为液压缸活塞杆的摩擦阻尼；K
s
为弹性作动器内部的弹簧的弹性系数；x
load
为负载质量块运动的位移，为负载质量块运动的速度，为负载质量块运动的加速度；F1为液压缸两腔产生的液压驱动力，为液压缸两腔产生的液压驱动力的微分；m
load
为负载质量块的质量；B
e
为外部环境的阻尼系数；K
e
为电动静液弹性作动器与外部环境交互的弹性系数；α()、β()和分别为动力学模型的第一、第二和第三非线性模型参数；w
p
为电动静液弹性作动器的电机的控制转速；d1为液压系统总的模型不确定项。4.根据权利要求3所述的一种电动静液弹性作动器的力跟踪控制方法，其特征在于：所述的步骤一中，建立的满足反馈约束的鲁棒位置控制器具体如下：
W
s1
＝
‑
k3z3W
s2
＝
‑
k
3s2
z3x
5eq
＝x
5eqa
+x
5eqs1
x
5eqs1
＝
‑
k2z
222
其中，w
p
为第三反步控制律，即电动静液弹性作动器的电机的控制转速；w
a
为第三反步控制律的模型补偿项，w
s1
为...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂勇，刘佳佳，黄一驰，张琼，孙向伟，李贞辉，陈正，唐建中，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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