电液位置伺服系统自适应反演滑模控制
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14
液压与'动
2019年第7期
doi: 10.11832/j. issn. 1000-4858.2019. 07.003
电液位置伺服系统自适应反演滑模控制
刘 希1,黄茹楠1,高英杰2
（1.燕山大学电气工程学院，河北秦皇岛066004 ； 2.燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004）
摘 要：在六自由度并联运动平台运动控制中，可转化为对各个支链的运动控制，每条支链采用电液伺 服运动系统。针对并联运动平台支链位置控制中存在的抗干扰和控制精度问题 ，提出了一种基于自适应反 演滑模控制算法。该算法利用自适应控制策略，以此对系统的建模误差和外加干扰等不确定性进行估计，再 结合反演滑模控制算法设计平台支链位置控制器，解决并联运动平台位置精确控制问题。仿真结果和试验 表明，该控制策略能够很好的实现支链电液伺服运动快速、稳定、高精度位置控制，并对系统的外加干扰具有 很强的鲁棒性和自适应性。
引言 六自由度并联运动平台具有承载能力强 、刚度大、
精度高、动态响应快等特点，在机器人、运动模拟器、新 型机床和飞船对接器等领域获得了越来越广泛的应 用［1-3］（在航空航天方面，并联运动平台可以作为飞 行模拟器来训练飞行员；在汽车生产中，并联运动平台 可以作为汽车动态仿真器，用来模拟研究在不同路况
下汽车的性能。
收稿日期：2018-12-17 基金项目：国家自然科学基金（61772451）；河北省科技支撑 计划项目（07212177） 作者简介:刘希（1993—）,男，江西高安人，硕士研究生,主要 研究方向为伺服运动控制系统集成。
2019年第7期
液压与'动
15
联运动平台高性能控制，
几 ，国
学者在 联机构的控制
Abstract: In motion controo of six-deeree-of-freedom parallel motion platform, it ccn be transformed inte the motion controo of each branch, and each branch uses an electro-hydraulic serve motion system. Airned at anti-interferencc and controo occui/co problems in branch position controo of paralld motion platform, an adaptive inversion sliding mode controo lgorithm is proposed. The algorithm uses adaptive controo strategy tr —11x16 unceOainty of system modeling eaor and externl disturbanco, and then combines the inversion sliding mode controo algorithm te design a pearoom boanch pBioron cBnroeeor iBeeerhepobeem BopoecoiepBioron cBnroBeBopaoaeeemBron pearoom.The simu/tion results and expe/ments show that the controe strate-y con achieve fast, stabea and high-precision position controo of branched electro-hydraulic serve motion, and it is robust and adaptive te the systemi exhrnt doiruobanoe. Key W")! ： parallel motion platform, electro-hydraulic serve motion system, adaptive control, inversion sliding modeoonrooe
能实现动平台的快速、稳定、高精度空间位置控制，
，
反演滑模
消除支链电
液伺服系统内部 摄动对系统的影响；其次，由
反演滑模控制 ，对负载以及关
类非
匹配性外部干扰的抗扰能力有限， 一般这类干
关键词：并联运动平台；电液伺服运动系统；自适应控制；反演滑模控制 中图分类号:TH137 文献标志码：B 文章编号：1000-4858（2019 ）07-0014-06
Adaptive Inversion Sliding Mode Control for Electro-hydraulic Servo Motion System
中 了 优良
的控制策略。大多数采用常规的PID或者改进型PIN
控制 ，控制策略一般只能
精度要求不
、干扰 的
&4'。在鲁棒控制
，
Baidu Nhomakorabea
了一
滑模控制应 六自由度平台&5'，滑模变结构控制
传统控制系统 ，控制简单， 学模型精确性要
求不高， 部干扰和
有好的鲁棒性和 :
的自适应性，并有 、解、动 性能好等优点。杨
志永等&3'
动部件的重力及模型误差，为 证跟
踪精度，设 了一种鲁棒轨迹跟踪控制器，确 了跟踪
差的一致终值有界性，并仿真证明了该控制方法的
稳定性和有效性。
联运动平台的运动控制可转化为 个支链
的运动控制&6'，
个支链单独设计位
置控制器，
个支链伺服系统的协调运动来实
动平台的空间位置控制。在 模误差、伺服系统
部 摄动以及 环境 干扰的情况下，也
LIU Xt, HUANG Ru-nan1, GAO Ying-jie2
(1. School ol Electricd Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao, Hebet 066004； 2. School of Mechanical Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao, Hebei 066004)
液压与'动
2019年第7期
doi: 10.11832/j. issn. 1000-4858.2019. 07.003
电液位置伺服系统自适应反演滑模控制
刘 希1,黄茹楠1,高英杰2
（1.燕山大学电气工程学院，河北秦皇岛066004 ； 2.燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004）
摘 要：在六自由度并联运动平台运动控制中，可转化为对各个支链的运动控制，每条支链采用电液伺 服运动系统。针对并联运动平台支链位置控制中存在的抗干扰和控制精度问题 ，提出了一种基于自适应反 演滑模控制算法。该算法利用自适应控制策略，以此对系统的建模误差和外加干扰等不确定性进行估计，再 结合反演滑模控制算法设计平台支链位置控制器，解决并联运动平台位置精确控制问题。仿真结果和试验 表明，该控制策略能够很好的实现支链电液伺服运动快速、稳定、高精度位置控制，并对系统的外加干扰具有 很强的鲁棒性和自适应性。
引言 六自由度并联运动平台具有承载能力强 、刚度大、
精度高、动态响应快等特点，在机器人、运动模拟器、新 型机床和飞船对接器等领域获得了越来越广泛的应 用［1-3］（在航空航天方面，并联运动平台可以作为飞 行模拟器来训练飞行员；在汽车生产中，并联运动平台 可以作为汽车动态仿真器，用来模拟研究在不同路况
下汽车的性能。
收稿日期：2018-12-17 基金项目：国家自然科学基金（61772451）；河北省科技支撑 计划项目（07212177） 作者简介:刘希（1993—）,男，江西高安人，硕士研究生,主要 研究方向为伺服运动控制系统集成。
2019年第7期
液压与'动
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联运动平台高性能控制，
几 ，国
学者在 联机构的控制
Abstract: In motion controo of six-deeree-of-freedom parallel motion platform, it ccn be transformed inte the motion controo of each branch, and each branch uses an electro-hydraulic serve motion system. Airned at anti-interferencc and controo occui/co problems in branch position controo of paralld motion platform, an adaptive inversion sliding mode controo lgorithm is proposed. The algorithm uses adaptive controo strategy tr —11x16 unceOainty of system modeling eaor and externl disturbanco, and then combines the inversion sliding mode controo algorithm te design a pearoom boanch pBioron cBnroeeor iBeeerhepobeem BopoecoiepBioron cBnroBeBopaoaeeemBron pearoom.The simu/tion results and expe/ments show that the controe strate-y con achieve fast, stabea and high-precision position controo of branched electro-hydraulic serve motion, and it is robust and adaptive te the systemi exhrnt doiruobanoe. Key W")! ： parallel motion platform, electro-hydraulic serve motion system, adaptive control, inversion sliding modeoonrooe
能实现动平台的快速、稳定、高精度空间位置控制，
，
反演滑模
消除支链电
液伺服系统内部 摄动对系统的影响；其次，由
反演滑模控制 ，对负载以及关
类非
匹配性外部干扰的抗扰能力有限， 一般这类干
关键词：并联运动平台；电液伺服运动系统；自适应控制；反演滑模控制 中图分类号:TH137 文献标志码：B 文章编号：1000-4858（2019 ）07-0014-06
Adaptive Inversion Sliding Mode Control for Electro-hydraulic Servo Motion System
中 了 优良
的控制策略。大多数采用常规的PID或者改进型PIN
控制 ，控制策略一般只能
精度要求不
、干扰 的
&4'。在鲁棒控制
，
Baidu Nhomakorabea
了一
滑模控制应 六自由度平台&5'，滑模变结构控制
传统控制系统 ，控制简单， 学模型精确性要
求不高， 部干扰和
有好的鲁棒性和 :
的自适应性，并有 、解、动 性能好等优点。杨
志永等&3'
动部件的重力及模型误差，为 证跟
踪精度，设 了一种鲁棒轨迹跟踪控制器，确 了跟踪
差的一致终值有界性，并仿真证明了该控制方法的
稳定性和有效性。
联运动平台的运动控制可转化为 个支链
的运动控制&6'，
个支链单独设计位
置控制器，
个支链伺服系统的协调运动来实
动平台的空间位置控制。在 模误差、伺服系统
部 摄动以及 环境 干扰的情况下，也
LIU Xt, HUANG Ru-nan1, GAO Ying-jie2
(1. School ol Electricd Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao, Hebet 066004； 2. School of Mechanical Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao, Hebei 066004)