申请/专利权人：沈阳工业大学

申请日：2020-06-14

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN111736550B

主分类号：G05B19/418

分类号：G05B19/418

优先权：["20190615 CN 2019105182600","20190615 CN 2019105182598","20190615 CN 2019105182672","20190615 CN 2019105182668"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2020.10.30#实质审查的生效;2020.10.02#公开

摘要：一种植保机单钟摆喷杆悬架系统的非线性控制方法，该方法步骤如下：第一步，采集植保机喷杆实时的数据；第二步，将第一步采集的数据输入至动力学模型；第三步，利用基于Lyapunov理论的非线性控制器，对植保机喷杆悬架的角度进行伺服控制，实现了对参考轨迹的伺服跟踪。所设计的喷杆角度跟踪控制器能使系统输出角度跟踪地面坡度，同时使系统达到二次性能指标最小的要求，相比较依据标称系统模型所设计的控制器具有更加实际的使用价值。

主权项：1.一种植保机钟摆式喷杆悬架系统的非线性控制方法,其特征在于：该方法步骤如下：第一步，采集植保机喷杆实时的数据；第二步，将第一步采集的数据输入至动力学模型；第三步，利用基于Lyapunov理论的非线性控制器，对植保机喷杆悬架的角度进行伺服控制，实现了对参考轨迹的伺服跟踪；其中，第二步中动力学模型为对植保机单钟摆喷杆悬架系统和液压执行器建立的动力学模型；系统的动力学模型描述如下：植保机钟摆式喷杆主动悬架系统包括喷杆、吊杆、液压缸以及与车身相连的车架；对喷杆悬架控制系统建立动力学模型， 其中T是系统动能，t是时间，qj是广义坐标，运算符d用于全导数，Qj是对应于qj的广义力；植保机钟摆式喷杆悬架由拉格朗日乘子得出一组受约束的运动方程：r1+r2-d-r3＝02其中，矢量ri对应于固定长度的连杆，d对应于含有液压缸的长度可调的连杆，矢量r1,r2,r3对应于悬架中固定长度的连杆，d对应于含有液压缸的长度可调的连杆；根据X轴和Y轴的投影，经过线性化后，得到下列代数方程： 其中ri0是|ri|i＝1,2,3代表向量的模，d0是|d|；α,γ,θ和d表示围绕设置点的变量微小变化；其中T和Q表示为： 其中I和m分别是植保机喷杆的转动惯量和质量；和代表角速度，T代表系统动能，广义力Qθ与旋转θ相关；参数a1和a2是线性化常数，固定电液伺服阀的位移，在只有重力做工的情况下有：Qθ＝-mgr1a1d+a1θ6上式中，参数a1和a2是线性化常数；同样，广义力Qd与电液伺服阀位移d相关，通过固定喷杆的旋转角度θ计算得出；在这种情况下，重力以及电液伺服阀所做的功线性化：Qd＝F-mgr1a3d+a4θ7上式中F为液压执行器所提供的初始力，参数a3和a4是线性化常数；依据方程1-7得到下列运动学方程： 伺服阀动态方程由一阶环节近似描述为： 式中，τv，ki，i分别为伺服阀时间常数、阀芯电流增益及控制输入电流；令： 根据公式8—11建立系统的状态空间方程，取状态分别为： y＝x113则有： 在模型计算中，状态方程表示为： 其中： FC2＝[100]喷杆悬架主动控制系统的状态空间通式有如下表示： 其中xt∈Rn作为喷杆悬架主动控制系统的状态向量，ut∈Rm作为喷杆悬架主动控制系统的控制向量，yt∈Rp作为喷杆悬架主动控制系统的输出向量；矩阵ΔA作为模型参数误差，是一个拥有与A相同维数具有不确定性的矩阵；该不确定性矩阵ΔA依赖不确定向量Δr,Δr取值范围是[0,1]；并且ΔA满足下列特征：ΔA＝EνF17其中矩阵E、F是适维常数矩阵，矩阵ν是适维时变矩阵，该矩阵受不确定向量Δr影响，且满足不等式ννT≤I。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 沈阳工业大学 一种植保机单钟摆喷杆悬架系统的非线性控制方法

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