基于线性扩张状态观测器的挖掘机电液系统滑模控制（英文）

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（Sliding mode controller based on linear extended state observer, 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。