轧机液压伺服系统自适应多模型反步控制策略

本文主要探讨了"轧机液压伺服系统多模型切换自适应反步控制"这一主题，针对实际生产中轧机液压伺服系统遇到的复杂工况，如弹性负载力和外负载力的突发变化，提出了一种创新的控制策略。作者邵彭真、方一鸣、王文宾和焦宗夏，分别来自燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室和北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，他们利用了公共Lyapunov函数方法和自适应反步控制技术来设计解决方案。 核心思想是基于Lyapunov稳定性理论，Lyapunov函数在控制理论中起着关键作用，它能确保系统的稳定性。作者通过反步法（backstepping）设计了一个状态反馈控制器，该控制器不仅考虑了系统的动态特性，还能处理不确定性参数，包括参数跳变和参数慢时变问题。这种多模型切换策略允许控制器根据系统的实时状态自动转换到最适合当前工作条件的模型，从而提高了系统的响应能力和鲁棒性。 反步控制技术在此应用中发挥了重要作用，它是一种迭代的控制策略，通过逐级分解复杂的非线性系统，将其转化为一系列线性或局部线性子系统，使得控制问题简化。通过反步法，控制器能够在参数变化的情况下保持系统的稳定性和跟踪性能。 文章的关键点在于设计了一个公共Lyapunov函数，作为所有子系统控制律的共同基础，这使得在模型切换时，系统仍能保持渐近稳定。这种设计方法既简化了Lyapunov函数的求解过程，又有效应对了参数变化带来的挑战。 本文的实验结果显示，这种方法显著提升了轧机液压伺服系统的动态和静态性能，使其在面对参数变化时具有较高的抗扰动能力。因此，这项研究对于提高轧机操作的稳定性和效率具有重要的实际意义，也为其他工业自动化系统中的自适应控制提供了有价值的参考。 本研究论文的核心内容围绕轧机液压伺服系统的控制策略，重点在于多模型切换下结合自适应反步控制与公共Lyapunov函数的方法，旨在解决实际生产环境中的复杂工况，提升系统的性能和鲁棒性。这对于优化工业生产流程、提升产品质量和生产效率具有深远的影响。