成旭华,姚建勇,乐贵高

(南京理工大学机械工程学院,290014,南京)

电液伺服系统具有动态响应快、体积小、输出力/转矩大及控制精确度高等突出优点,在国防、航空航天、民用等领域得到了广泛应用。电液伺服系统是一个典型的非线性系统,包括各种非线性特性和建模不确定性,如摩擦非线性、电液伺服阀流量压力非线性等非线性特性,电液伺服阀流量增益、泄漏系数、负载质量、执行机构的黏性摩擦系数、液压油弹性模量等未知参数以及外部干扰、未建模动态、死区等建模不确定性[1-2],这些非线性限制了电液伺服系统高性能控制器的发展。为了提高非线性系统的控制性能,越来越多的研究人员设计了各种非线性控制器[3-6],滑模[7]、自适应[8]、自适应鲁棒[9-10]等方法相继运用到液压非线性运动控制中。

液压系统中部分参数的不确定性比较大,如液压油弹性模量可从100 MPa到1 400 MPa,泄漏系数可从1×10-13m5/(N·s)到1×10-10m5/(N·s)等。传统自适应控制对参数自适应初值比较敏感,系统存在强参数不确定性时,初值的选取将影响系统的瞬态响应性能,甚至闭环稳定性。针对此类问题,多模自适应控制被提出,且受到广泛关注。文献[11]针对线性系统建立含有多个固定模型和两个自适应模型,提出一种有停留时间的切换策略,并分析了系统的稳定性。李晓理等设计了一种基于有界扰动分区的多模型自适应控制,解决了含有界扰动的离散时间系统输出跟踪问题,提高了系统控制性能[12]。邵彭真等设计了一种多模型切换自适应控制器,解决了轧机电液伺服系统在空载和负载两种不同工况的切换控制。……