基于扩张观测器的重载机械臂自适应鲁棒控制

【摘要】：重载机械臂电液伺服系统具有高度非线性和模型不确定性的特点，且受摩擦影响大，为使其具有良好的跟踪性能和抗干扰能力，建立了包含Stribeck摩擦模型的重载机械臂俯仰缸电液伺服系统数学模型，提出了一种基于扩张状态观测器的电液伺服系统自适应鲁棒控制策略。将扩张状态观测器和采用反演法设计的自适应鲁棒控制器相融合，对系统中存在的不匹配干扰和未知参数进行估计，并利用Lyapunov定理对系统稳定性进行分析证明。通过MATLAB仿真验证，表明该控制策略能够准确跟踪系统指令并估计出非匹配干扰。与传统自适应鲁棒控制策略相比，该控制器可以有效抑制变负载和未知扰动的影响，有效提高了电液伺服系统的控制精度，能够满足重载机械臂的设计要求。