一种减摇鳍液压伺服模拟实验台的反步自适应控制方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-09-13 16:34:53
减摇鳍液压伺服模拟实验台反步自适应控制方法包括减摇鳍液压伺服模拟实验台数学模型,自适应参数辨识器,反步子系统控制器1,反步子系统控制器2,反步子系统控制器3,反步子系统控制器4。通过理论分析和半实物实验验证可得,在对减摇鳍实验台液压伺服系统的输出跟踪中,反步自适应控制器具有明显优于常规PID控制器的动态性能和静态性能,跟踪误差相比减小了60%,能够有效地降低液压系统非线性和干扰因素的影响,提高了系统的跟踪控制精确度,符合减摇鳍模拟实验台的控制要求。
本发明涉及船舶减摇鳍实验台控制方法设计,具体涉及一种用于减摇鳍液压伺服模拟实验台的反步自适应控制方法。(二)背景技术船在海上航行时,受到风、浪、流等外部干扰,不可避免地产生剧烈的横摇运动。通常,设计减摇鳍时首先要进行实验台的模拟仿真验证,因此实验台的可靠性和有效性直接影响减摇鳍设计验证的准确程度。减摇鳍实验台是由液压伺服系统驱动的,液压系统具有响应速度快和承载能力强等优点,由于其液压系统本身具有较强的非线性,并存在内部参数和外负载干扰等不确定性,对系统要求高性能的控制设计带来一定的困难。很多学者在电液控制系统中提出了一些非线性的自适应控制方法,如鲁棒自适应控制,反步控制和多滑模自适应控制,这些控制方法在设定条件下取得了良好的控制效果。但在实际应用中,较为复杂的运算和实验台的特殊性,使得这些策略难以适用减摇鳍液压伺服模拟实验台的控制系统。
本发明的一种减摇鳍液压伺服模拟实验台反步自适应控制方法包括减摇鳍液压伺服模拟实验台数学模型(1),自适应参数辨识器(2),反步子系统控制器1(3),反步子系统控制器2(4),反步子系统控制器3(5),反步子系统控制器4(6)。三位四通电液伺服阀控制输入u经过减摇鳍液压伺服模拟实验台数学模型(1)产生系统输出液压缸活塞位移y以及减摇鳍液压伺服模拟实验台系统状态变量x1、x2、x3和x4,减摇鳍液压伺服模拟实验台系统状态变量x1、x2、x3和x4经过自适应参数辨识器 (2) 解算出 系统未知参数和 系统期望轨迹α1、减摇鳍液压伺服模拟实验台
系统状态变量x1和系统未知参数传递给反步子系统控制器1,解算出系统虚拟控制量α2,系统虚拟控制量α2、减摇鳍液压伺服模拟实验台系统状态变量x2和系统未知参数传递给反步子系统控制器2,解算出系统虚拟控制量α3,系统虚拟控制量α3、减摇鳍液压伺服模拟实验台系统状态变量x3和系统未知参数传递给反步子系统控制器3,解算出系统虚拟控制量α4,系统虚拟控制量α4、减摇鳍液压伺服模拟实验台系统状态变量x4和系统未知参数传递给反步子系统控制器4,解算出三位四通电液伺服阀控制输入u传递给减摇鳍液压伺服模拟实验台数学模型(1),实现反步自适应的减摇鳍液压伺服模拟实验台控制。
此技术为哈尔滨理工大学孙明晓研发,承担本专科及研究生层次普通高等学历教育工作承担科学技术研究工作并为社会提供相关服务
与现有技术相比,此技术产生的效益:在于针对减摇鳍实验台的液压伺服系统进行了系统建模,运用反步法设计自适应控制器。通过理论分析和半实物实验验证可得,在对减摇鳍实验台液压伺服系统的系统输出跟踪中,反步自适应控制器具有明显优于常规PID控制器的动态性能和静态性能,跟踪误差相比减小了60%,能够有效地降低液压系统非线性和干扰因素的影响,提高了系统的跟踪控制精确度,符合减摇鳍模拟实验台控制要求。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。