【技术实现步骤摘要】
具有不确定性的电液伺服系统的预设时间跟踪控制方法
[0001]本专利技术涉及电液伺服控制技术，具体涉及一种具有不确定性的电液伺服系统的预设时间跟踪控制方法。
技术介绍
[0002]电液伺服系统凭借其功率密度大、动态响应快、抗负载刚性强、输出力/力矩大等突出优点，广泛应用于航空航天、兵器、船舶等高端装备，以及智能机器人、工程机械、冶金工业等领域，并往往处于控制和动力传输的核心地位。然而电液伺服系统是典型的高度非线性系统，存在诸多的非线性特性及模型不确定性，是制约其控制性能提升的瓶颈因素。电液伺服系统的控制性能直接决定了高端装备的核心性能，而先进的伺服控制算法是实现高性能伺服控制的关键。
[0003]针对电液伺服系统的非线性控制问题，许多方法相继被提出。如滑模控制、自适应鲁棒控制(ARC)、误差符号鲁棒积分(RISE)控制等。然而，滑模控制通常会导致物理系统中的控制输入不连续和抖动问题；自适应鲁棒控制在理论上只能保证在参数不确定性和未建模扰动同时存在的情况下跟踪误差有界。RISE控制器由于积分鲁棒控制律对任何平滑时变干扰...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有不确定性的电液伺服系统的预设时间跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立电液伺服系统的数学模型，转入步骤2；步骤2，根据电液伺服系统的数学模型，设计预设时间跟踪控制器，转入步骤3；步骤3，运用李雅普诺夫稳定性理论对预设时间跟踪控制器下的电液伺服系统进行稳定性证明，并得到系统预设时间内跟踪误差收敛到零的结果。2.根据权利要求1所述的具有不确定性的电液伺服系统的预设时间跟踪控制方法，其特征在于，步骤1中建立电液伺服系统的数学模型，具体如下：S1.1、假设电液伺服系统是通过阀控双杆液压缸直接驱动惯性负载，控制目标是使惯性负载尽可能准确地跟踪任何平滑的运动轨迹：因此，根据牛顿第二定律，电液伺服系统的运动方程为：式(1)中，m为惯性负载的质量，y为惯性负载的位移，P
L
为液压缸负载的压差，A为活塞有效作用面积，B
v
表示有效粘性阻尼系数，f(t)为系统非匹配的不确定性，为惯性负载的速度，为惯性负载的加速度，t表示运行时间；电液伺服系统的压力动态方程为：式(2)中，V
t
为系统控制腔总体积，表示P
L
的导数，β
e
为液压缸有效容积液体弹性模量，C
t
为总泄漏系数，Q
L
为负荷流量，q(t)表示由于复杂内漏、参数不确定性和未建模动力学效应因素引起的模型不确定性；忽略阀芯动态，则伺服阀的负载流量方程为：式(3)中，P
s
是流体的恒定供油压力，u为系统控制输入，即预设时间跟踪控制器，流量增益C
d
是流量系数，w是滑阀面积梯度，ρ是油液密度，符号函数sign(u)定义为：S1.2、定义状态变量x：则式(1)运动方程转化为状态方程，即电液伺服系统的数学模型：式(5)中，系数g、系数系数系数均为名义值且已知；
系统非匹配干扰项d1＝f(t)/m，系统匹配的干扰项d2＝4β
e
Aq(t)/(mV
t
)，x1表示惯性负载的位移，x2表示惯性负载的速度，x3表示惯性负载的加速度，表示x1的导数，表示x2的导数，表示x3的导数；为便于控制器设计，假设如下：假设1：系统跟踪的运动轨迹三阶连续可微且有界；假设2：电液位置伺服系统在正常工况下工作，液压缸左、右两腔的压力P1和P2须满足如下条件：0<P
r
<P1<P
s
，0<P
r
<P2<P
s
；P
r
表示系统回油压力；假设3：系统匹配和不匹配的不确定性均有界即：|d1|≤δ1、|d2|≤δ2，其中δ1，δ2均为未知正常数。3.根据权利要求2所述的具有不确定性的电液伺服系统的预设时间跟踪控制方法，其特征在于：系统非匹配的不确定性f(t)包括未建模非线性和外部干扰。4.根据权利要求1所述的电液伺服系统的预设时间控制方法，其特征在于，步骤2中，根据电液伺服系统的数学模型，设计预设时间跟踪控制器u，具体步骤如下：S2.1、定义改进的有限时间函数μ(t)∈[0,t
f
)：式(6)中，t
f
为预设收敛时间，n为电液伺服系统阶数，n1为正整数项，a为正常数项，式(6)满足：L
∞
[0,t
f
)表示[0,t
f
)上的...
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