采用状态估计的泵控非对称液压缸模型预测控制.pdfVIP

第51卷第4期 西 安 交 通 大 学 学 报 V01．51No．4 OFXI’AN UNIVERSITY 2017年4月 JOURNAL JIAOTONG Apr．2017 DoI：10．7652／Xjtuxb201704017 采用状态估计的泵控非对称液压缸模型预测控制 熊志林，陶建峰，张峰榕，刘成良 (上海交通大学机械与动力工程学院，200240，上海) 摘要：针对伺服电机驱动泵控非对称液压缸系统存在约束和鲁棒性差等问题，提出了采用状态估 计的模型预测控制策略。根据泵控液压缸系统的原理和实际要求，建立了含输入和输出约束的状 态空间模型；引入模型预测控制，避免了阀切换带来的非线性，提高了约束优化控制性能；结合卡尔 曼滤波器，补偿了干扰和模型误差的影响，提高了系统的鲁棒性。仿真结果表明，所设计的控制策 略能够实现无偏移跟踪，保证输入不超限、输出无超调，且具有很好的处理干扰和模型失配的能力。 实验结果中，液压缸位置无超调，相对位置跟踪误差约为o．5％，干扰和模型误差对控制性能的影 响很小。可见，所提方法能应用于实际泵控系统，提高输入、输出约束下的控制性能，容许一定的干 扰和建模误差。 关键词：泵控非对称液压缸；约束；鲁棒性；模型预测控制；卡尔曼滤波器 中图分类号：THl37；TP271文献标志码：A 文章编号：0253—987X(2017)04一0109一07 AModelPredictiVeCOntrol of StrategyPump。ControUedAsymmetric StateEstimation CylindersUsing XIONG Zhilin，TAO Jianfeng，ZHANGFengrong，LIUChengliang ofMechanical 200240，China) (School JiaotongUniversity，Shanghai Engineering，Shanghai Astateestimation—basedmodel control is todealwiththe Abstract： strategy predictive proposed constraintsandthe robustness inthe ofservomotordriven poor problemsexistingsystem pump— controUed A modelwith and const姐intsis asymmetriccylinders．state—space input output tothe of andthe developedaccordingprinciplepump—controlledcylindersystem practical Themodel controlisintroducedtoavoidthe ofvalve requirements． predictive