赵晓敏，郭 勇

(1. 青海交通职业技术学院汽车工程学院，西宁 810003; 2. 湖南科技大学机电学院，湖南 湘潭 411201)

0 引言

轴向柱塞液压马达被广泛应用于移动式起重机的液压机械传动系统，例如轮式装载机或挖掘机等户外作业机器。为了达到马达的最佳性能，所考虑的任务是根据其先验未知参考精确地实现轴向柱塞液压马达的旋转角度[1-4]，例如由驾驶员通过操纵杆或油门踏板操实时生成。为此，有必要为相应的非线性电液比例(electro proportional，EP)旋转角度调节设计一个电子控制器[5]。由于在实际批量生产中缺少旋转角度传感器，因此只能采用前馈控制方法。此外，考虑状态和输入约束也是十分必要的。

除了先验未知的转矩参考信号之外，还需要考虑约束条件，这就带来了一个极具挑战性的控制问题。如今，与所考虑的约束控制任务相关的最常见控制技术是模型预测控制(model predictive control，MPC)[6-7]。例如，Zawistowski T等[8]提出了基于MPC的轴向活塞泵约束调节方法，得到的控制准确度较高。然而，由于参考信号的先验形状未知，预测仅在一定程度上是可能的。此外，预测控制依赖于优化问题的数值在线求解，这导致了较高的计算负担，并且需要更昂贵的硬件设备。近期，基于平坦度的经典概念，Joos S等[9]提出了一个适用于输入约束目标的线性系统控制方法，能够实现具有时变状态的反馈控制。该方法充分利用结构属性，无需迭代计算，大大降低了计算负担，但是该方法是针对线性系统的。

因此，本文提出将平坦度的原理与MPC方法相结合，以便实现满足约束的非线性旋转角度控制最优化问题。……