基于Hammerstein模型的液压挖掘机非线性预测控制模型

作     者：戚永委 姜翠萍 QI Yongwei;JIANG Cuiping

作者机构：青岛工学院基础教育学院山东青岛266300 

出 版 物：《机床与液压》 (Machine Tool & Hydraulics)

年 卷 期：2021年第49卷第20期

页      面：164-168页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：山东科技发展计划项目(2014GNC11203) 

主　　题：Hammerstein模型 序列二次规划 非线性模型 预测控制 

摘      要：液压挖掘机系统模型结构复杂,计算繁琐且分析耗时,无法满足高效操作的需求。对此,针对挖掘机模型跟踪性能较差的问题,采用Hammerstein模型,实现液压挖掘机的预测控制。通过液压挖掘机系统结构的理论推导,对复杂的液压挖掘机模型进行简化,建立具有Hammerstein结构的液压挖掘机非线性模型。结合序列二次规划算法对该非线性模型进行求解,实现对液压挖掘机非线性模型的预测控制。在MATLAB/Simulink环境下对回转装置、动臂、斗杆和铲斗的控制进行仿真和分析。结果表明:回转装置、动臂、斗杆和铲斗实际位置与预期位置存在较小偏差,且先导压力没有出现过于频繁的冲击,气缸压力波动幅度较小。该液压挖掘机非线性预测控制模型有良好的跟踪性能和较高的控制稳定性。