钱鹏飞 任旭东 张连仁 陶国良

(1.江苏大学机械工程学院， 镇江 212013； 2.无锡气动技术研究所有限公司， 无锡 214072；3.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室， 杭州 310027)

气动伺服系统全局稳定快速收敛负载独立压力观测器

钱鹏飞1任旭东1张连仁2陶国良3

(1.江苏大学机械工程学院， 镇江 212013； 2.无锡气动技术研究所有限公司， 无锡 214072；3.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室， 杭州 310027)

在气动伺服系统中实现高精度控制，通常需要采用要求全状态信息的基于模型的非线性控制算法。鉴于轻量化的设计要求或者出于成本的考虑，构建压力观测器来代替压力传感器。首先，采用李雅普诺夫稳定性理论来论证所设计的压力观测器的全局稳定性。其次，通过试验研究，选取满足试验要求的多变指数值。然后，任意设定偏离实际值的压力观测器初值，以证实该压力观测器收敛迅速且不断逼近真实值。另外，通过作用一个变刚度的载荷于系统，以证明该压力观测器是负载独立的。最后，试验表明采用所设计的压力观测器来实现气动系统的伺服控制是有效的、可行的。

压力观测器； 气动伺服系统； 快速收敛； 负载独立； 全局稳定

引言

气动伺服系统具有结构简单、电磁兼容性好、功率-质量比大、可实行柔顺控制等优点，在工业和机器人领域应用前景十分广泛。然而，气压驱动系统由于气体本身固有的可压缩性、低阻尼特性以及气动系统的参数时变性、模型不确定性和强非线性问题，导致气动系统可控性差、控制精度低。……