机床与液压

作者：王朋飞，朱建阳，赵慧

单位：武汉科技大学,冶金装备及其控制教育部重点实验室；武汉科技大学,冶金装备及其控制教育部重点实验室；武汉科技大学机器人与智能系统研究院；武汉科技大学,冶金装备及其控制教育部重点实验室；武汉科技大学机器人与智能系统研究院

关键词：水下机械臂;模型预测控制;电动静液作动器;鲁棒性分析;卡尔曼滤波器

基金：国家自然科学基金项目（51505347）

电动静液作动器(EHA)作为水下液压机械臂的作动系统具有诸多优势。为提高EHA的控制性能，采用基于卡尔曼滤波的模型预测控制(MPC)方法，为提高预测效率，MPC的预测模型采用线性化的EHA模型。在Simulink环境中实现水下机械臂EHA的MPC控制，并与PID和滑模控制(SMC)进行对比。仿真结果表明：MPC的位置跟踪稳态误差约为SMC的10%~24%，为PID的3%~37%；出现负载扰动之后，MPC的平均受扰偏差仅为SMC的31%~66%，为PID的3%~48%；随着油液弹性模量的降低，3种控制方法下的受扰偏差均呈上升趋势，但MPC的上升趋势更加平缓，平均偏差值也较低。这表明MPC控制方法具有更高的位置跟踪精度和更强的鲁棒性。

来源：2024年第11期

《机床与液压》期刊编辑部

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