本发明专利技术公开了一种伺服控制方法、系统、装置、终端设备以及存储介质，通过获取误差信号；将所述误差信号输入预设的有限时间扰动观测器，得到扰动反馈；基于预设的模型预测控制器，根据所述误差信号及所述扰动反馈生成目标电压信号，并将所述目标电压信号发送至伺服阀，以使所述伺服阀根据所述目标电压信号调节阀口开度。通过将模型预测控制和有限时间扰动观测器进行结合，使得伺服控制系统在存在输入约束和外干扰的情况下，控制器仍能够保证很强的鲁棒性和稳定性，有限时间扰动观测器能够对未知扰动进行在线检测与实时估计，能够快速的逼近系统和外界中存在的混合扰动，从而改善电液伺服系统的非线性控制效果。伺服系统的非线性控制效果。伺服系统的非线性控制效果。
【技术实现步骤摘要】
伺服控制方法、系统、装置、终端设备以及存储介质
[0001]本专利技术涉及机械控制
，尤其涉及伺服控制方法、系统、装置、终端设备以及存储介质。
技术介绍
[0002]在电液伺服控制领域，电液伺服系统是一种典型的非线性系统，电液伺服系统中的模型不确定性主要分为两类，即参数不确定性和不确定性非线性，参数不确定性包括负载质量变化以及随环境温度而变化的液压弹性模量、粘性摩擦系数等。其他的不确定性，如外干扰、泄露、摩擦等不能精确建模部分，由于能够准确描述它们的非线性函数未知，这类非线性则称为不确定性非线性。
[0003]近些年来，针对电液伺服系统非线性控制，提出了较多的非线性控制方法，此类方法通过自适应控制能够获得渐进跟踪的稳态性能，从而处理电液伺服系统当中参数不确定性问题，但在处理不确定非线性问题以及物理系统当中控制输入受限问题，此类方法的控制效果较差。
[0004]因此，有必要提出一种改善电液伺服系统的非线性控制效果的解决方案。
[0005]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种伺服控制方法、系统、装置、终端设备以及存储介质，旨在改善电液伺服系统的非线性控制效果。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种伺服控制方法，所述伺服控制方法包括：
[0008]获取误差信号；
[0009]将所述误差信号输入预设的有限时间扰动观测器，得到扰动反馈；
[0010]基于预设的模型预测控制器，根据所述误差信号及所述扰动反馈生成目标电压信号，并将所述目标电压信号发送至伺服阀，以使所述伺服阀根据所述目标电压信号调节阀口开度。
[0011]可选地，所述获取误差信号的步骤包括：
[0012]获取期望位移信号及实际位移信号；
[0013]根据所述期望位移信号及所述实际位移信号计算所述误差信号。
[0014]可选地，所述基于预设的模型预测控制器，根据所述误差信号及所述扰动反馈生成目标电压信号的步骤之前还包括：
[0015]建立双出杆液压缸伺服系统的动力学模型；
[0016]对所述动力学模型进行近似线性化处理和一阶差分离散化处理，得到离散化的数学模型；
[0017]基于所述离散化的数学模型设计具有状态约束的模型预测控制器。
[0018]可选地，所述将所述误差信号输入预设的有限时间扰动观测器，得到扰动反馈的步骤之前还包括：
[0019]基于有限时间扰动观测器理论，对所述动力学模型中的各个状态以及扰动设计有限时间扰动观测器，用于后续的扰动补偿。
[0020]可选地，所述基于有限时间扰动观测器理论，对模型中的各个状态以及扰动设计有限时间扰动观测器的步骤之后还包括：
[0021]通过李雅普诺夫函数证明所述有限时间扰动观测器在有限时间内收敛。
[0022]可选地，所述建立双出杆液压缸伺服系统的动力学模型的步骤包括：
[0023]根据牛顿第二定律，液压缸惯性负载动力学方程，以及液压缸流量连续性方程，建立所述双出杆液压伺服系统的动力学模型。
[0024]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种伺服控制系统，所述伺服控制系统包括有限时间扰动观测器、模型预测控制器以及伺服阀，所述有限时间扰动观测器用于对所述电液伺服系统的不匹配扰动进行计算，并将计算出的扰动反馈输入至所述模型预测控制器，以供所述模型预测控制器根据获取的误差信号及所述扰动反馈生成目标电压信号，并将所述目标电压信号发送至所述伺服阀，以使所述伺服阀根据所述目标电压信号调节阀口开度。
[0025]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种伺服控制装置，所述伺服控制装置包括：
[0026]获取模块，用于获取误差信号；
[0027]反馈模块，用于将所述误差信号输入预设的有限时间扰动观测器，得到扰动反馈；
[0028]控制模块，用于基于预设的模型预测控制器，根据所述误差信号及所述扰动反馈生成目标电压信号，并将所述目标电压信号发送至伺服阀，以使所述伺服阀根据所述目标电压信号调节阀口开度。
[0029]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种终端设备，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的伺服控制程序，所述伺服控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的伺服控制方法的步骤。
[0030]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有伺服控制程序，所述伺服控制程序被处理器执行时实现如上所述的伺服控制方法的步骤。
[0031]本专利技术实施例提出的一种伺服控制方法、系统、装置、终端设备以及存储介质，通过获取误差信号；将所述误差信号输入预设的有限时间扰动观测器，得到扰动反馈；基于预设的模型预测控制器，根据所述误差信号及所述扰动反馈生成目标电压信号，并将所述目标电压信号发送至伺服阀，以使所述伺服阀根据所述目标电压信号调节阀口开度。通过将模型预测控制和有限时间扰动观测器进行结合，使得伺服控制系统在存在输入约束和外干扰的情况下，控制器仍能够保证很强的鲁棒性和稳定性，有限时间扰动观测器能够对未知扰动进行在线检测与实时估计，能够快速的逼近系统和外界中存在的混合扰动，从而改善电液伺服系统的非线性控制效果。
附图说明
[0032]图1为本专利技术伺服控制装置所属终端设备的功能模块示意图；
[0033]图2为本专利技术伺服控制方法一示例性实施例的流程示意图；
[0034]图3为本专利技术实施例中的电液伺服系统的原理示意图；
[0035]图4为本专利技术实施例中的基于有限时间扰动观测器的电液伺服系统模型预测控制方法原理示意图；
[0036]图5为本专利技术伺服控制方法另一示例性实施例的流程示意图；
[0037]图6为本专利技术伺服控制方法又一示例性实施例的流程示意图；
[0038]图7为本专利技术实施例中的控制律作用效果示意图一；
[0039]图8为本专利技术实施例中的控制律作用效果示意图二；
[0040]图9为本专利技术实施例中的控制律作用效果示意图三；
[0041]图10为本专利技术实施例中的控制律作用效果示意图四；
[0042]图11为本专利技术实施例中的控制律作用效果示意图五；
[0043]图12为本专利技术实施例中的控制律作用效果示意图六。
[0044]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0045]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0046]本专利技术实施例的主要解决方案是：通过获取误差信号；将所述误差信号输入预设的有限时间扰动观测器，得到扰动反馈；基于预设的模型预测控制器，根据所述误差信号及所述扰动反馈生成目标电压信号，并将所述目标电压信号发送至伺服阀，以使所述伺服阀根据所述目标电压信号调节阀口开度。通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种伺服控制方法，其特征在于，所述伺服控制方法包括以下步骤：获取误差信号；将所述误差信号输入预设的有限时间扰动观测器，得到扰动反馈；基于预设的模型预测控制器，根据所述误差信号及所述扰动反馈生成目标电压信号，并将所述目标电压信号发送至伺服阀，以使所述伺服阀根据所述目标电压信号调节阀口开度。2.如权利要求1所述的伺服控制方法，其特征在于，所述获取误差信号的步骤包括：获取期望位移信号及实际位移信号；根据所述期望位移信号及所述实际位移信号计算所述误差信号。3.如权利要求1所述的伺服控制方法，其特征在于，所述基于预设的模型预测控制器，根据所述误差信号及所述扰动反馈生成目标电压信号的步骤之前还包括：建立双出杆液压缸伺服系统的动力学模型；对所述动力学模型进行近似线性化处理和一阶差分离散化处理，得到离散化的数学模型；基于所述离散化的数学模型设计具有状态约束的模型预测控制器。4.如权利要求2所述的伺服控制方法，其特征在于，所述将所述误差信号输入预设的有限时间扰动观测器，得到扰动反馈的步骤之前还包括：基于有限时间扰动观测器理论，对所述动力学模型中的各个状态以及扰动设计有限时间扰动观测器，用于后续的扰动补偿。5.如权利要求1所述的伺服控制方法，其特征在于，所述基于有限时间扰动观测器理论，对模型中的各个状态以及扰动设计有限时间扰动观测器的步骤之后还包括：通过李雅普诺夫函数证明所述有限时间扰动观测器在有限时间内收敛。6.如权利要求3所述的伺服控制方法，其特征在于，所述建立双出杆液压缸伺服系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢雪峰，汪睿，孙锋，龙云，张海荣，林君，
申请(专利权)人：南方海洋科学与工程广东省实验室湛江，
类型：发明
国别省市：
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