[发明专利]一种针对液压驱动单元基于位置的阻抗控制方法及系统

权利要求书

1.一种针对液压驱动单元基于位置的阻抗控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取传统的基于位置的阻抗控制动态刚度组成信息；

对所述组成信息进行分析，得到位置控制内环的刚度组成，具体包括：

对所述组成信息进行分析，得到系统固有环节引起的由外干扰位置至输出力的第一动态刚度信息和系统位置闭环控制等效产生的第二动态刚度信息；

根据所述第一动态刚度信息和所述第二动态刚度信息，确定位置控制内环的刚度组成；所述刚度组成包括固有动态刚度和等效动态刚度；

根据所述刚度组成，设计动态柔顺复合控制器；

根据所述动态柔顺复合控制器的信息，设计内环前馈补偿控制器；

获取所述动态柔顺复合控制器和所述内环前馈补偿控制器的复合控制策略；

根据所述复合控制策略控制基于位置的阻抗。

2.根据权利要求1所述的针对液压驱动单元基于位置的阻抗控制方法，其特征在于，所述根据所述刚度组成，设计动态柔顺复合控制器，具体包括：

根据所述固有动态刚度，设计前馈补偿控制器

V_t为油缸总容积；K_axv为伺服阀增益；ω为伺服阀的固有频率；ζ为伺服阀阻尼比；X_V为伺服阀阀芯位移；K_d为等效流量系数；p_s为系统供油压力；p₀为系统回油压力；C_ip为伺服缸的内泄漏系数；L为伺服缸活塞总行程；A_p为伺服缸有效活塞面积；β_e为有效体积弹性模量；s为拉氏变换因子。

根据所述等效动态刚度，设计自适应前馈补偿控制器

其中，K_axv为伺服阀增益；ω为伺服阀的固有频率；ζ为伺服阀阻尼比；X_V为伺服阀阀芯位移；p_s为系统供油压力；p₀为系统回油压力；U_e为输入电压；K_PI为PI控制器增益，K_c为压力增益，K_q为流量增益，s为拉氏变换因子。

3.一种针对液压驱动单元基于位置的阻抗控制系统，其特征在于，所述系统包括：

第一获取模块，用于获取传统的基于位置的阻抗控制动态刚度组成信息；

刚度组成确定模块，用于对所述组成信息进行分析，得到位置控制内环的刚度组成，具体包括：

分析单元，用于对所述组成信息进行分析，得到系统固有环节引起的由外干扰位置至输出力的第一动态刚度信息和系统位置闭环控制等效产生的第二动态刚度信息；

刚度组成确定单元，用于根据所述第一动态刚度信息和所述第二动态刚度信息，确定位置控制内环的刚度组成；所述刚度组成包括固有动态刚度和等效动态刚度；

第一控制器设置模块，用于根据所述刚度组成，设计动态柔顺复合控制器；

第二控制器设置模块，用于根据所述动态柔顺复合控制器的信息，设计内环前馈补偿控制器；

第二获取模块，用于获取所述动态柔顺复合控制器和所述内环前馈补偿控制器的复合控制策略；

阻抗控制模块，用于根据所述复合控制策略控制基于位置的阻抗。

4.根据权利要求3所述的针对液压驱动单元基于位置的阻抗控制系统，其特征在于，所述第一控制器设置模块，具体包括：

第一前馈补偿控制器设计单元，用于根据所述固有动态刚度，设计前馈补偿控制器

V_t为油缸总容积；K_axv为伺服阀增益；ω为伺服阀的固有频率；ζ为伺服阀阻尼比；X_V为伺服阀阀芯位移；K_d为等效流量系数；p_s为系统供油压力；p₀为系统回油压力；C_ip为伺服缸的内泄漏系数；L为伺服缸活塞总行程；A_p为伺服缸有效活塞面积；β_e为有效体积弹性模量；s为拉氏变换因子。

自适应前馈补偿控制器设计单元，用于根据所述等效动态刚度，设计自适应前馈补偿控制器

其中，K_axv为伺服阀增益；ω为伺服阀的固有频率；ζ为伺服阀阻尼比；X_V为伺服阀阀芯位移；p_s为系统供油压力；p₀为系统回油压力；U_e为输入电压；K_PI为PI控制器增益，K_c为压力增益，K_q为流量增益，s为拉氏变换因子。