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鲁棒近似时间最优的EMA位置伺服策略研究

张瑶 赵东标 付文强

张瑶, 赵东标, 付文强. 鲁棒近似时间最优的EMA位置伺服策略研究[J]. 机械科学与技术, 2022, 41(2): 316-321. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200342
引用本文: 张瑶, 赵东标, 付文强. 鲁棒近似时间最优的EMA位置伺服策略研究[J]. 机械科学与技术, 2022, 41(2): 316-321. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200342
ZHANG Yao, ZHAO Dongbiao, FU Wenqiang. Proximate Time Optimal EMA Position Servo Control Strategy[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(2): 316-321. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200342
Citation: ZHANG Yao, ZHAO Dongbiao, FU Wenqiang. Proximate Time Optimal EMA Position Servo Control Strategy[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(2): 316-321. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200342

鲁棒近似时间最优的EMA位置伺服策略研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200342
基金项目: 

国家重点基础研究发展计划项目 2014CB046501

详细信息
    作者简介:

    张瑶(1996-), 硕士研究生, 研究方向为机电控制及自动化, 1136523680@qq.com

    通讯作者:

    赵东标, 教授, 博士生导师, zdbme@nuaa.edu.cn

  • 中图分类号: TP273

Proximate Time Optimal EMA Position Servo Control Strategy

  • 摘要: 针对EMA(机电作动器)伺服系统中常见的速度限幅处理以及高动态响应要求, 提出了一种基于1阶LADRC(线性自抗扰控制算法)速度环的PTOC(鲁棒近似时间最优位置控制)控制策略。将速度环与位置环控制律进行结合, 避免一般PTOC伺服系统中对速度控制律与位置控制律的切换。分析了速度环不同工作状态下对PTOC控制律的影响, 分别设计了速度环饱和以及非饱和工作状态下的PTOC控制律。针对典型PTOC控制律中参数选择过于保守的问题, 提出了一种基于可变切换区和线性区的改进方法, 并且给出了稳定性证明。仿真实验结果表明, 提出的控制策略能够有效提高EMA的位置伺服动态性能以及对扰动的抵抗能力。
  • 图  1  EMA伺服控制系统框图

    图  2  变化指令跟踪时系统状态反复跨越控制轨线

    图  3  PTOS控制框图

    图  4  幅值4 mm, 频率3 Hz正弦信号跟踪对比

    图  5  正弦信号跟踪过程中的控制量输出对比

    图  6  10 Nm负载时20 mm阶跃响应对比

    图  7  负载分别为10 Nm, 20 Nm和30 Nm时阶跃响应对比

    图  8  幅值5 mm时改进PTOC与PD控制器伯德图对比

    表  1  10 Nm负载时20 mm阶跃响应对比

    控制律 超调量/% 95%调节时间/ms
    Improved PTOC 0 229
    Original PTOC[11] 8.5 222
    PD 0.8 225
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2020-07-26
  • 刊出日期:  2022-02-25

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