文档摘要：无人驾驶挖掘机器人实际工作环境恶劣,为提高铲斗在负载扰动下的轨迹跟踪精度,建立了挖掘机电液系统非线性数学模型,设计了基于线性扩张状态观测器的滑模控制器(Slidingmodecontrollerbasedonlinearextendedstateobserver,SMC-LESO).根据铲斗油缸活塞杆位移信号,利用设计的线性扩张状态观测器对系统的速度、加速度及负载扰动和不确定因素进行估计,解决了系统参数难以测量的问题.在此基础上,设计了滑模控制器,并证明了该控制器的Lyapunov稳定性.为进一步验证该控制器的有效性,建立了挖掘机电液比例控制系统的联合仿真模型,并与PID控制器、滑模控制器的轨迹跟踪精度进行对比.仿真结果表明,该控制器可以有效抑制扰动,位移跟踪精度高、鲁棒性强.
Abstract：Theactualworkingenvironmentofunmannedexcavationrobotisharsh.Inordertoimprovethetrajectorytrackingaccuracyofbucketunderloaddisturbance,anonlinearmathematicalmodelofelectro-hydraulicsystemofdiggingrobotwasestablished,andaslidingmodecontroller(SMC)basedonlinearextendedstateobserver(LESO),calledSMC-LESO,wasdesigned.Basedonthedisplacementsignalofthepistonrodofthebucketcylinder,thevelocity,theacceleration,theloaddisturbanceanduncertainfactorsofthesystemwereestimatedbytheLESO.Onthisbasis,SMC-LESOwascompleted,andtheLyapunovstabilityofthecontrollerwasproved.Theco-simulationmodelofelectro-hydraulicproportionalcontrolsystemoftheexcavatorwasestablished.Comparedwithproportional-integral-derivative(PID)controllerandSMC,thesimulationresultsshowthatthedesignedcontrollercaneffectivelysuppressthedisturbance,andhashighdisplacementtrackingaccuracyandrobustness.
作者：张森 张平 赵哲Author：ZHANGSen ZHANGPing ZHAOZhe
作者单位：西安建筑科技大学机电工程学院,陕西西安710055
刊名：测试科学与仪器
Journal：JournalofMeasurementScienceandInstrumentation
年，卷(期)：2024, 15(1)
分类号：
关键词：无人挖掘机器人 电液系统 线性扩张状态观测器 滑模控制 位移跟踪控制
Keywords：unmannedexcavationrobot electro-hydraulicsystem linearextendedstateobserver(LESO) slidingmodecontroller(SMC) displacementtrackingcontrol
机标分类号：TP273TP311TH137
在线出版日期：2024年4月28日
基金项目：基于线性扩张状态观测器的挖掘机电液系统滑模控制[
期刊论文] 测试科学与仪器--2024, 15(1)张森 张平 赵哲无人驾驶挖掘机器人实际工作环境恶劣,为提高铲斗在负载扰动下的轨迹跟踪精度,建立了挖掘机电液系统非线性数学模型,设计了基于线性扩张状态观测器的滑模控制器(Slidingmodecontrollerbasedonlinearextendedstat...参考文献和引证文献
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关键词：无人挖掘机器人,电液系统,线性扩张状态观测器,滑模控制,位移跟踪控制,
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