基于最小控制综合算法的液压机器人作动器控制.docx

第46卷第6期Vol．46No．6JOUＲNALOFSICHUANUNIVEＲSITY(ENGINEEＲINGSCIENCEEDITION)2014年11月Nov．2014文章编号:1009-3087(2014)06-0178-07基于最小控制综合算法的液压机器人作动器控制邵俊鹏1，孙桂涛1*，高炳微1，杨玮玉1，金朝辉2(1．哈尔滨理工大学机械动力工程学院，黑龙江哈尔滨150080;2．齐齐哈尔轨道交通装备股份有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161002)摘要:为提高液压四足机器人在运行过程中作动器伺服精度，推导电液伺服作动器等效模型，分析作动器负载特点，提出流量补偿器最小控制综合复合控制策略，给出复合控制策略的工作原理。分别采用流量补偿器和比例位置内环抑制外干扰力和惯性负载变化对系统性能影响，应用最小控制综合控制器对偏差进一步修正，进而实现系统的高精度位置控制。通过MATLAB＆AMESim联合仿真与半物理实验台对比实验说明仿真模型的正确性，在联合仿真环境下进行电液伺服作动器的变惯性负载和随机干扰力的仿真实验。仿真及实验结果表明:所提控制策略可使系统幅值衰减小于10%，相位滞后小于10°，验证了此方法的有效性。关键词:液压四足机器人;电液位置伺服;最小控制综合;流量补偿;半物理仿真中图分类号:TH137文献标志码:AHydraulicＲobotActuatorControlBasedonMinimalControlSynthesisAlgorithmSHAOJunpeng1，SUNGuitao1*，GAOBingwei1，YANGWeiyu1，JINChaohui2(1．CollegeofMechanicalandPowerEng．，HarbinUniv．ofSci．andTechnol．，Harbin150080，China;2．QiqiharＲailwayＲollingStockCo．Ltd，Qiqihar161002，China)Abstract:Inordertoimprovetheservoaccuracyofhydraulicquadrupedrobotelectro-hydraulicservoactuatorsduringoperation，thee-quivalentmodelofelectro-hydraulicservoactuatorswasderivedandtheloadcharacteristicwasanalyzed，thecompoundcontrolstrategyincludingflowcompensationandminimalcontrolsynthesiswasproposed，andtheprincipleofcompoundcontrolstrategywasgiven．Theeffectoftheexternaldisturbanceforceandinertialoadsontheperformanceofactuatorwasinhibitedbytheflowcompensationandtheproportionclosed-loop，respectively，theaccuracywasfurtherimprovedbytheminimalcontrolsynthesiscontroller．Thecorrectnessoftheco-simulationofMATLAB＆AMESimmodelwasverifiedbyexperiment．Ontheconditionofinertialoadvariationandrandominterfer-enceforce，theelectro-hydraulicpositionservoexperimentwassimulatedinco-simulationenvironment，andthesimulationresultsshowedthattheparametersvariationofactuatorwasinhibitedeffectivelybythecompoundcontrolstrategy，themaximumamplitudeat-tenuationandphaselagwaslessthan10%and10°，respectively，andtheefficiencyoftheproposedcontrolstrategywasverified．Keywords:hydraulicquadrupedrobot;electro-hydraulicpositionservo;minimalcontrolsy