考虑输入时滞的舵机伺服系统自适应指令滤波输出反馈控制 |
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作者姓名: | 郭峻秀 胡健 姚建勇 黄玲 谭天乐 刘宇 |
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作者单位: | 1. 南京理工大学机械工程学院;2. 上海航天控制技术研究所 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(51975294);;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(30922010706); |
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摘 要: | 针对舵机伺服系统运行过程中存在复杂非线性以及信号输入时滞、使系统的精度降低,严重时甚至造成系统失稳的问题,提出了一种考虑输入时滞的自适应指令滤波输出反馈控制策略。首先,将系统中存在的输入时滞考虑为控制器信号输入时滞,给出舵机伺服系统状态方程,选用梯度下降法设计时滞估计律对未知时滞进行估计;其次,将系统中存在的复杂非线性统一为扰动,选用扩展状态观测器(ESO)加以估计,将观测的系统状态值用于设计控制量实现输出反馈控制;然后,选用指令滤波将高阶求导过程转化为求积分,实现信号滤波以抑制微分噪声;最后,基于Lyapunov-Krasovskii泛函稳定性定理证明控制器实现系统有界稳定。仿真及实验表明,所提的控制方法与传统反步控制方法、自抗扰控制和比例微分积分(PID)控制方法相比,响应时间分别提升了92%、88%和51%,跟踪精度分别提升了90%、84%和26%。
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关 键 词: | 舵机伺服系统 输入时滞 输出反馈 指令滤波 |
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