氣動加載系統的無模型自適應控制方法①

任麗娜 李小廣 高琳琪 劉福才

(燕山大學工業計算機控制工程河北省重點實驗室 秦皇島 066004)

0 引 言

氣動加載系統中由于空氣的可壓縮性、氣缸兩腔的充排氣特性以及氣缸摩擦力等因素，導致氣動加載系統的強非線性、強耦合性，這些因素給氣動加載系統的建模和控制系統設計帶來許多困難，這也致使氣動系統的壓力跟蹤控制成為工業應用中的難題[1-4]。

為了解決這些問題，出現了許多針對氣動加載系統的控制策略。文獻[5]基于LuGre摩擦模型提出了摩擦補償方案，無需確定摩擦系數，實現了氣動伺服制動器的軌跡跟蹤控制。文獻[6]提出了針對主從氣動伺服系統的滑模雙邊遙操作控制，并做了相關的穩定性分析和閉環頻域分析，并且通過增加控制電平減少可開關次數，提高了閥的使用壽命。文獻[7]提出非線性自適應反演控制策略來對氣動機械手的位置進行控制，實現了高精度的穩定控制。文獻[8]中的模糊自適應逆控制方案，將模糊辨識理論應用到氣動加載系統的模型建立上，采用離線逆建模的方法，并進一步采用最小均方根濾波算法在線修正控制器參數。

這些控制算法均可以取得不錯的控制效果，但是這些方法都或多或少依賴于被控對象的數學模型。而氣動系統建模的復雜性以及系統運行過程中存在的各種不確定性擾動增大了控制難度。另外，一些控制方案十分復雜，不利于在實際工程中應用。文獻[9]提出了設計……