冗余驱动并联机构动力学模型TVC优化H∞鲁棒控制

作     者：王启明 苏建 高大威 吕志超 宗高强 WANG Qiming;SU Jian;GAO Dawei;Lü Zhichao;ZONG Gaoqiang

作者机构：上海理工大学机械工程学院上海200093 吉林大学交通学院长春130022 同济大学汽车学院上海201804 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2019年第50卷第5期

页      面：403-412页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51575232) 国家自然科学青年基金项目(51705322) 上海市青年科技英才扬帆计划项目(19YF1434600) 

主　　题：冗余驱动并联机构 动力学建模 降阶 TVC反馈 H∞鲁棒控制 

摘      要：针对冗余驱动并联机构控制系统设计未结合动力学建模,未考虑伺服阀动、静态特性等问题,基于第二类Lagrange方程和流体力学动力学知识,对动平台及液压系统中机械、液压系统建模,建立电液伺服系统五阶传递函数模型,通过主导能量最优模型将其降为三阶模型。以此为控制对象提出了基于三矢量控制(Three vector control,TVC)反馈优化的H∞鲁棒控制策略(TVC-ROB),并与TVC前馈反馈控制、TVC反馈优化的模糊自适应PID控制(TVC-FAPID)两种控制策略在阶跃信号、线性扫频、实际武广谱路谱等进行对比分析。结果表明,TVC反馈的提出有效拓展了系统频宽,且提高液压系统阻尼比和固有频率,因此TVC-ROB在高频跟踪性能上改善较为明显,其位移误差百分比仅为1. 26%,且引入的H∞鲁棒控制提高了系统抗扰、抗噪性能。