电液伺服系统的自适应模糊滑模控制研究_

电液伺服系统的自适应模糊滑模控制研究
   刘云峰，缪栋
   (第二炮兵工程学院，陕西省西安市710025)
   摘要:针对电液伺服系统的跟踪控制问题，提出一种自适应模糊滑模的设计方案。引入一个自适应模糊控制器逼近滑模控制中的等效控制部分，解决由于系统的不确定性及干扰的存在而不能准确确定等效控制的问题，使控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型。基于李雅普诺夫函数推导出规则参数调整的自适应率，并确定非线性控制项以保证闭环控制系统的稳定性。根据滑模控制原理给出4条模糊规则，以平滑不连续控制，达到削弱高频抖振的目的。利用Matlab对文中的方案及证明的有效性进行了验证。仿真结果表明该方案可以减小跟踪误差、增强系统的鲁棒性和削弱控制信号中的高频抖振。
   关键词:电液伺服系统;滑模变结构控制:自适应模糊控制;
   跟踪误差;李雅普诺夫函数
   引言
   电液伺服系统是一个典型的非线性系统，且存在着许多不确定因素。这些非线性和不确定性使系统的动态特性十分复杂，要建立系统的精确数学模型比较困难。传统的控制算法难以达到满意的控制效果。滑模变结构控制鲁棒性强，可通过控制器结构的调整和变化，有效地控制具有参数变化和外部扰动的被控制对象，这与具有不定性(包括参数变化、外部扰动与非线性)电液伺服系统的控制要求相一致，因此滑模变结构控制在电液伺服系统设计中受到广泛重视卜7]。但当系统模型参数事先未知时，很难得到合适的等价控制律，且常规滑模变结构控制中用于处理不确定项的切换控制将使系统产生高频抖振现象18。为此本文针对电液伺服系统的跟踪控制问题，提出一种自适应模糊滑模的设计方案。考虑系统的不确定性及干扰的存在而不能准确确定滑模控制中的等效控制，采用一个自适应模糊控制器逼近等效控制，基于李雅普诺夫函数推导出规则参数调整的自适应率，通过在线学习、动态更新规则参数，使自适应模糊控制输出逐步逼近等效控制，并推导出非线性控制项，确保闭环控制系统的稳定性。根据滑模控制原理给出4条模糊规则，以平滑不连续控制，达到削弱抖振的目的。仿真结果表明了该控制方法的有效性。
   1自适应模糊滑模控制律设计
   1.1问题分析
   研究的电液伺服系统为四通阀控制对称液压

   系统中的不确定性。自适应模糊滑模控制信号曲线及常规滑模变结构控制如图5和图6所示，同样可以看出自适应模糊滑模控制有效地削弱了滑模切换控制所产生的高频抖振。
   3  结论
   针对电液伺服系统的跟踪控制问题，提出一种自适应模糊滑模的设计方案，使用具有参数在线调节的自适应模糊控制器，以逼近滑模控制中的等效控制部分，这样就可以不依赖于被控对象的精确数学模型。推导出非线性控制项，确保闭环控制系统的稳定性，其计算仅需要式幻和干扰d的上界及g的下界，这比常规滑模控制需要不确定性及干扰的全部上下界的要求低。根据滑模控制原理给出4条模糊规则，以平滑不连续控制，达到削弱抖振的目的。仿真实例表明，该方案对于参数扰动及负载干扰，具有较好的动态响应性能、较小的稳态控制精度和强的鲁棒性，并能有效削弱控制信号中的高频抖振，方案简单易行，适于工程应用。

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

『新闻推荐』

『关闭窗口』

网站建设 | 广告刊登 | 汇款说明 E-mail: admin@chinasfm.com 技术支持:简双工作室
电话：0371-69131532 传真：0371-63942657-8001
版权说明：本站部分文章来自互联网，如有侵权，请与信息处联系