基于滑模观测器与径向基网络的电液位置伺服系统反步控制

作者：卢彬,陈明和. 日期：2024-03-26/span> 浏览：101 查看PDF文档

摘要:针对传统电液伺服系统中存在的未知扰动、非线性动态以及参数不确定性等共性问题,提出了一种基于滑模观测器和径向基函数(RBF)神经网络的反步控制(BC)方法。首先,构建了阀控缸系统三阶严反馈状态空间模型,并采用具有有限时间收敛特性的滑模观测器,估计系统的未知速度状态和非匹配项集总扰动;然后,基于系统的严反馈模型和指令滤波技术,设计了反步控制器,利用径向基神经网络(RBFNN)补偿系统速度/扰动的估计误差、滤波偏差以及系统的匹配项扰动,并根据Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统跟踪误差的渐进有界收敛;最后,搭建了阀控缸电液控制系统实验平台,通过仿真和实验验证了该控制方法对多频率参考信号的跟踪性能。研究结果表明:该控制方法在传统PI控制器的基础上进一步改善了电液伺服系统的轨迹跟踪精度,实验跟踪误差最大值Me、跟踪误差平均值μ和跟踪误差均方值σ分别降低了66.7%、80%、83.3%;该滑模干扰观测器和RBF补偿器能够有效降低不确定性扰动的影响。

关键词:电液伺服系统;位置跟踪性能;径向基函数;径向基神经网络;反步控制;滑模观测器;Lyapunov

中图分类号:TH137文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)03-0465-10



卢彬,陈明和.基于滑模观测器与径向基网络的电液位置伺服系统反步控制［J］.机电工程,2024,41(3):465-474.

LU Bing, CHENG Minghe. Sliding mode observer and RBF based backstepping control for electro-hydraulic position servo system［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(3):465-474.