【技术实现步骤摘要】
一种降阶自抗扰控制器设计方法及控制装置
[0001]本专利技术涉及自抗扰控制器
，更具体地说，涉及一种降阶自抗扰控制器设计方法。此外，本专利技术还涉及一种基于上述降阶自抗扰控制器设计方法的控制装置。
技术介绍
[0002]伺服系统的目标是提高伺服系统的控制性能，使得伺服系统的被控量被快速、稳定、无超调、无差地追踪给定的输入信号。在实际的伺服系统中，一般采用自抗扰控制。
[0003]电液位置伺服系统模型一般为三阶，采用传统的自抗扰(ADRC)控制，其观测器所需观测变量达到四阶，存在观测变量多、负担重、响应速度慢及相位滞后等问题。
[0004]综上所述，如何提高控制器的响应速度并避免相位滞后，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种降阶自抗扰控制器设计方法，将电液位置伺服系统中位移传感器反馈信息视为可获得信息，无需再次对其进行观测，可减小因观测器引起的相位滞后，从而提高得系统的动态响应速度。其次，本方案可降低状态观测器的设计难度，减少待整定参数，同时能够间接拓宽系统带宽，降低系统超调。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种基于上述降阶自抗扰控制器设计方法的控制装置。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种降阶自抗扰控制器设计方法，应用于电液位置伺服系统，所述电液位置伺服系统包括液压缸和伺服阀；所述降阶自抗扰控制器设计方法包括：
[0009]构建电液位...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种降阶自抗扰控制器设计方法，应用于电液位置伺服系统，所述电液位置伺服系统包括液压缸和伺服阀；其特征在于，所述降阶自抗扰控制器设计方法包括：构建电液位置伺服系统的数学模型；根据所述数学模型构建所述电液位置伺服系统的三阶模型；所述三阶模型为：x
p
为所述液压缸的活塞杆位移，η1、η2为未知参数，ω为外部扰动，b为未知的增益，μ为控制量；选取状态变量构建系统状态方程并设计降阶状态观测器(5)；根据降阶状态观测器(5)获取降阶状态观测器(5)的观测扰动传递函数、观测噪声传递函数以及输入端扰动传递函数。2.根据权利要求1所述的降阶自抗扰控制器设计方法，其特征在于，所述根据降阶状态观测器(5)获取降阶状态观测器(5)的观测扰动传递函数、观测噪声传递函数以及输入端扰动传递函数之后，包括：获取模糊推理的输入量、输出变量，根据所述输出变量及前馈补偿函数F(v)构建模糊前馈补偿器。3.根据权利要求1所述的降阶自抗扰控制器设计方法，其特征在于，所述构建电液位置伺服系统的数学模型包括：构建伺服阀的流量方程Q
L
，Q
L
＝K
Q
x
v
‑
K
C
p
L
；K
Q
为所述伺服阀的流量增益；K
c
为所述伺服阀的流量压力放大系数，x
v
为所述伺服阀的阀芯位移，P
L
为负载压差；构建所述液压缸的平衡方程，所述平衡方程为：P1为所述液压缸的无杆腔压力；P2为所述液压缸的有杆腔压力；A1为所述液压缸的无杆腔活塞有效作用面积；A2为所述液压缸的有杆腔活塞有效作用面积；K为负载弹簧刚度；m为液压缸活塞及负载折算到活塞杆上的总质量；B
c
为运动粘滞阻尼系数；F为外部负载力及未知扰动力的总和；构建所述液压缸流量连续性方程Q1为流入所述液压缸的无杆腔的流量；Q2为所述液压缸的有杆腔流出的流量；C
i
为内泄漏系数；β为所述液压缸内的液压油有效体积弹性模量；V
10
为所述液压缸的无杆腔的初始容积；V
20
为所述液压缸的有杆腔的初始容积；获取所述液压缸的有杆腔与无杆腔的体积关系，所述体积关系为：V1为所述液压缸的无杆腔容积，V2为所述液压缸的有杆腔容积；根据Q
L
＝(Q1+Q2)/2、P
L
＝P1‑
P2，结合所述伺服阀的流量方程Q
L
以及所述液压缸的平衡方程计算得到所述电液位置伺服系统的数学模型，所述数学模型为：
A
me
为平均活塞面积；V
e
＝A
eL
，为液压缸等效容积均值；A
e
为等效面积，L为液压缸行程，K
ce
＝K
c
+C
i
表示总流量压力系数。4.根据权利要求3所述的降阶自抗扰控制器设计方法，其特征在于，所述根据Q
L
＝(Q1+Q2)/2、P
L
＝P1‑
P2，结合所述伺服阀的流量方程Q
L
以及所述液压缸的平衡方程计算得到所述电液位置伺服系统的数学模型，所述数学模型为：之后，包括：简化所述数学模型为：ξ
h
为所述液压缸的阻尼比，且ω
h
为所述液压缸的固有频率，且5.根据权利要求1所述的降阶自抗扰控制器设计方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：神英淇，司国雷，王嘉磊，王静，韦德斌，李侃，谢洪浩，李俊杰，
申请(专利权)人：四川航天烽火伺服控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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