《基於Hybrid方法的大型冗餘驅動機構控制策略研究》是依託中國礦業大學，由沈剛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於Hybrid方法的大型冗餘驅動機構控制策略研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：沈剛
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以振動力學試驗中的大型冗餘驅動機構的典型裝置-電液振動台為研究對象，開展基於Hybrid方法的大型冗餘驅動機構控制策略研究。針對電液振動台系統頻寬較低、參考信號跟蹤精度較差問題，綜合運用液壓傳動、系統辨識、零相差跟蹤、內模控制等理論，建立大型冗餘驅動機構的非線性仿真模型，研究自適應辨識算法並辨識基於參數模型的伺服系統傳遞函式，設計非最小相位系統的穩定逆模型並實現前饋補償控制，提出改進的內模控制以降低模型偏差對跟蹤精度的影響；研究自適應控制算法在大型冗餘驅動機構中的收斂速度及穩定性，提出基於伺服系統、前饋逆模型補償控制和自適應控制相結合的Hybrid控制策略，設計Hybrid的無縫切換控制器，解決切換過程中可能發生的突變行為對系統穩定性造成的影響，實現穩定可靠的Hybrid控制，提高參考信號跟蹤精度，為大型冗餘驅動機構控制系統的研究提供重要的基礎理論支持。
結題摘要
項目建立了大型冗餘驅動電液振動台液壓系統非線性仿真模型，研究了伺服系統的傳遞函式辨識算法，辨識了電液振動台位置閉環和加速度閉環的傳遞函式，設計了逆模型和內模控制器；研究了LMS自適應控制算法，分析了其穩定性和收斂速度問題，進一步提出了基於模型偏差補償的Hybrid複合控制方法，研究了無縫切換控制的穩定性，驗證了切換時存在的突變行為對自適應控制方法的影響；研製了六自由度八執行器冗餘驅動的大型電液振動台及其實時控制系統，開發了基於xPC快速原型控制系統，研製了控制系統硬體，完成了軟體的編程及大型冗餘驅動機構伺服系統的整體調試，實現了大型冗餘驅動機構的平穩運動；在前饋逆模型補償控制基礎上，對基於參數逆模型的前饋逆模型補償控制和提出的Hybrid控制策略的可行性以及自適應控制和無縫切換控制器穩定性進行了實驗驗證。研究成果發表SCI論文9篇，EI論文1篇，申請發明專利4件，已授權2件。該項目研究成果突破了前饋逆模型和自適應控制在電液伺服系統中套用的關鍵技術，為進一步研究開發大型超冗餘電液系統提供了重要的理論依據和科學支撐，具有較高的學術水平和推廣套用價值。
