本发明专利技术公开了一种气动位置伺服系统反步控制方法，该方法按照以下步骤具体实施：步骤1、建立被控气动位置伺服系统的模型，上述的各个变量参数分别通过各自检测仪器实时检测得到；忽略摩擦力，得到气动系统的三阶线性模型，控制目标是使模型输出跟踪所要求的期望输出；步骤2、建立气动位置伺服系统的反步控制器模型；步骤3、对气动位置伺服系统未知参数值进行估计，将估计得到的数值输入计算机，用于实时更新反步控制器模型的参数，计算机控制放大器的信号输出，实时调节活塞的位移量，即成。本发明专利技术方法不需要增加压力检测硬件或算法，能够获得更好的跟踪效果和更高的控制精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气动系统高精度位置跟踪控制
，涉及。
技术介绍
气动系统是以压缩空气为工作介质，防火、防爆、防电磁干扰、不受放射线及噪声的影响，且对振动及冲击也不敏感，且具有寿命长、安全、清洁、高功率重量比等优点，气动技术已经被广泛的应用到了各个领域。但是由于气体的可压缩性、气体通过阀口的复杂流动特性、气缸与滑块之间的摩擦力相对较大，这些因素使得气动位置伺服系统的高精度跟踪控制十分困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决了现有技术对气动位置伺服系统的跟踪控制精度不够高的问题。本专利技术采用的技术方案是，，该方法按照以下步骤具体实施:步骤1、建立被控气动位置伺服系统的模型比例阀控制气动位置伺服系统的数学模型如下式(I): 权利要求1.，其特征在于，该方法按照以下步骤具体实施: 步骤1、建立被控气动位置伺服系统的模型 比例阀控制气动位置伺服系统的数学模型如下式(I):2.根据权利要求1所述的气动位置伺服系统反步控制方法，其特征在于:所述的步骤I中，被控气动位置伺服系统的结构是，比例阀(5)选用五通阀，无杆气缸(3)的活塞(I)与负载(2)固定连接，同时无杆气缸(3)的活塞(I)还与位移检测仪(4)对应接触设置；无杆气缸(3)的气腔A侧和气腔B侧分别与比例阀(5)的两个压力控制端对应联通，比例阀(5)的双活塞杆尾端与放大器(6)的控制器连接，比例阀(5)的双活塞杆中部进气端通过减压阀(8)与气泵(9)联通；比例阀(5)的双活塞杆两端泄压室设置有出气端；放大器(6)与计算机(7)通过信号线连接，计算机(7)通过另外的信号线与位移检测仪(4)连接。全文摘要本专利技术公开了，该方法按照以下步骤具体实施步骤1、建立被控气动位置伺服系统的模型，上述的各个变量参数分别通过各自检测仪器实时检测得到；忽略摩擦力，得到气动系统的三阶线性模型，控制目标是使模型输出跟踪所要求的期望输出；步骤2、建立气动位置伺服系统的反步控制器模型；步骤3、对气动位置伺服系统未知参数值进行估计，将估计得到的数值输入计算机，用于实时更新反步控制器模型的参数，计算机控制放大器的信号输出，实时调节活塞的位移量，即成。本专利技术方法不需要增加压力检测硬件或算法，能够获得更好的跟踪效果和更高的控制精度。文档编号F15B21/02GK103233946SQ201310116468公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日专利技术者任海鹏, 黄超 申请人:西安理工大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气动位置伺服系统反步控制方法，其特征在于，该方法按照以下步骤具体实施：步骤1、建立被控气动位置伺服系统的模型比例阀控制气动位置伺服系统的数学模型如下式（1）：m·a=fa(u,pa)m·b=fb(u,pb)KRTm·a=KpaAay·+Aa(y0+y)p·aKRTm·b=KpbAby·+Ab(y0-y)p·bMy··=paAa-pbAb-Ff,---(1)其中和分别为流入气缸A侧和B侧的气体质量流量，u为控制信号，pa和pb分别为气缸A侧和B侧压力，Aa和Ab分别为气缸A侧和B侧活塞截面积，y为活塞位移，y0为活塞初始位置，M为滑块质量，Ff为摩擦力，fa(·)和fb(·)分别为与气缸A侧和B侧内外压力有关的非线性函数，K、R和T为相关常数，上述活塞位移y通过位移检测仪（4）得到；忽略摩擦力，并对式（1）的非线性函数进行线性化，得到气动系统的三阶线性模型如下式（2）：x·1=x2x·2=x3x·3=a1x1+a2x2+a3x3+buy=x1,---(2)其中x1,x2,x3为系统状态，u为控制输入，a1,a2,a3,b为未知模型参数，控制目标是使模型输出y跟踪所要求的期望输出yd；步骤2、建立气动位置伺服系统的反步控制器模型对上步得到的气动位置伺服系统模型式（2）选取反步控制器，反步控制器的控制模型如下式（3）：u′=1b^(-z2-a^1z1-a^1yd-a^2z2-a^2α1-a^3α2+α·2),---(3)其中z1=x1-ydz2=x2-α1z3=x3-α2,α1=y·d-c1z1,α2=-z1+α·1-c2z2,a^1,a^2,a^3,b^均为系统未知参数的估计值，yd为期望输出，变量的导数通过欧拉公式求取，具体形式如下式（4）：x·(kΔT)=x((k+1)ΔT)-x(kΔT)ΔT,---(4)其中的ΔT为采样时间，表示在k个采样时刻的值；实际输出控制量的进行限幅如式（5）：u=Umaxu′>Umaxu′-Umax≤u′≤Umax-Umaxu′<-Umax;---(5)步骤3、对气动位置伺服系统未知参数值进行估计估计方法参照下式（6）：1b^=∫(-λ)z1yddta^·1=-β1z1x1a^·2=-β2z1x2a^·3=-β3z1x3,---(6)其中的λ＞0,βi＞0,i＝1,2,3为自适应增益，将估计得到的数值用于实时更新反步控制器模型式（3）的参数，计算机通过D/A控制放大器（6）的信号输出，实时调节无杆气缸（3）的活塞（1）的位移量，即成。FDA00003011866300012.jpg,FDA00003011866300013.jpg,FDA00003011866300024.jpg,FDA00003011866300025.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任海鹏，黄超，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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