改進狀態方程的電動靜液作動器穩定位置跟蹤*

朱新波，劉亮龍，唐海濤

(1.廣西師范大學漓江學院理工學院，桂林 541006；2.桂林航天工業學院理學院，桂林 541004)

0 引言

由于具有寬輸出功率范圍和緊湊的驅動系統等優點，液壓作動器十分適合用于機器人系統。大多數液壓作動器都是由伺服閥驅動的，因為伺服閥具有良好的控制性能。然而，使用伺服閥的液壓系統有幾個缺點，例如動力效率很低、系統體積大、伺服閥價格昂貴等問題[1-4]。

目前，研究人員已開始使用EHA來嘗試解決上述問題[5-6]。然而，由于伺服電機和泵的轉動慣量的原因，EHA具有較差的控制性能。因此，OBOE等[7]提出使用負載側傳感器來抑制諧振的控制方法，其常規控制器的狀態方程用驅動側位置/速度和負載側位置/速度描述。雖然上述諧振抑制技術可以有效地改善EHA的性能，但由于EHA存在內部漏油現象[8-9]，導致其具體實施時存在穩定性較差的問題。這是因為漏油引起的角度漂移引起EHA的參數產生一定擾動。綜上所述，當同時補償電機側和負載側位置時，反饋系統會受到無界擾動，即漏油引起的角度漂移而產生失穩現象。

為解決這一問題，本文提出了一種新的基于負載側位置/速度/加速度和相對速度的狀態方程。由于該方法不需要電機側位置，可以排除角度漂移，即使在漏油的情況下也能獲得穩定的位置跟蹤。然后，在此基礎上，提出了一種針對EHA的全狀態控制器。通過帶機械臂的液壓系統實驗，驗證了該方法的可行性和有效性。

1 EHA系統建模

EHA的工作示意圖如圖1所示?！?br>