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基于非对称屏障Lyapunov函数的单杆液压缸自适应控制
1
作者
史丽晨
李晓杰
+2 位作者
李建峰
普家豪
于思淼
《液压与气动》
2025年第10期12-22,共11页
针对单杆液压缸在大负载、高刚度以及动态扰动环境下面临的受控输出不稳定和精度低等问题,对系统的受力过程及结构特性进行了分析;建立了液压系统的非线性数学模型,并设计了一种基于非对称屏障Lyapunov函数的自适应控制方法,以实现输出...
针对单杆液压缸在大负载、高刚度以及动态扰动环境下面临的受控输出不稳定和精度低等问题,对系统的受力过程及结构特性进行了分析;建立了液压系统的非线性数学模型,并设计了一种基于非对称屏障Lyapunov函数的自适应控制方法,以实现输出力在受限条件下的稳定跟踪控制。该控制器融合参数自适应、扩展状态观测器以及动态面控制策略,解决了系统中存在的参数不确定性、未知状态与时变扰动估计和高阶导数引起的计算复杂性剧增问题,并通过构造非对称屏障Lyapunov函数,对系统输出力边界施加约束。基于Lyapunov稳定性理论,证明了控制系统的渐近稳定性,并采用联合仿真试验验证了控制器的有效性。研究表明,所提出的控制器能够有效估计并补偿系统中未知状态与扰动,保证承载过程中的控制输出在安全的范围内,并实现对执行器位置的高精度跟踪控制。
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关键词
单杆液压缸
参数自适应控制
扩展状态观测器
动态面控制
非对称屏障Lyapunov函数
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职称材料
题名
基于非对称屏障Lyapunov函数的单杆液压缸自适应控制
1
作者
史丽晨
李晓杰
李建峰
普家豪
于思淼
机构
西安建筑科技大学机电工程学院
出处
《液压与气动》
2025年第10期12-22,共11页
基金
国家自然科学基金青年项目(62303370)。
文摘
针对单杆液压缸在大负载、高刚度以及动态扰动环境下面临的受控输出不稳定和精度低等问题,对系统的受力过程及结构特性进行了分析;建立了液压系统的非线性数学模型,并设计了一种基于非对称屏障Lyapunov函数的自适应控制方法,以实现输出力在受限条件下的稳定跟踪控制。该控制器融合参数自适应、扩展状态观测器以及动态面控制策略,解决了系统中存在的参数不确定性、未知状态与时变扰动估计和高阶导数引起的计算复杂性剧增问题,并通过构造非对称屏障Lyapunov函数,对系统输出力边界施加约束。基于Lyapunov稳定性理论,证明了控制系统的渐近稳定性,并采用联合仿真试验验证了控制器的有效性。研究表明,所提出的控制器能够有效估计并补偿系统中未知状态与扰动,保证承载过程中的控制输出在安全的范围内,并实现对执行器位置的高精度跟踪控制。
关键词
单杆液压缸
参数自适应控制
扩展状态观测器
动态面控制
非对称屏障Lyapunov函数
Keywords
single-rod hydraulic cylinder
adaptive parameter control
extended state observer
dynamic surface control
asymmetric barrier Lyapunov function
分类号
TH137 [机械工程]
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作者
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1
基于非对称屏障Lyapunov函数的单杆液压缸自适应控制
史丽晨
李晓杰
李建峰
普家豪
于思淼
《液压与气动》
2025
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