面向全电线性执行器系统的鲁棒模型无控制框架及安全约束
系统与控制
2025-03-04 v1 系统与控制
摘要
本文提出一种针对由永磁同步电机（PMSM）驱动的多段齿轮电动线性执行器（EMLA）系统的创新性模型无控制策略。该系统具有非理想的球螺杆特性。proposed 方法旨在（1）管理用户指定的安全约束，（2）识别最小化跟踪误差的最优控制参数，（3）确保鲁棒性，以及（4）保证均匀指数稳定性。首先，本文采用基于轨迹设置的插值算法，指定光滑且受 jerk 限制的参考轨迹的分段定义。随后，提出基于双鲁棒子系统的屏障 Lyapunov 函数（DRS-BLF）控制，用于 PMSM 驱动的 EMLA 系统跟踪参考运动，保证用户指定的安全约束并减轻控制信号 effort。该方法论证保证了鲁棒性和均匀指数收敛。最后，通过定制化称为 Jaya（源自梵文词汇意为“胜利”）的群智慧算法，确定最优控制参数值以最小化跟踪误差。实验结果验证了 DRS-BLF 控制的性能。
关键词
引用
@article{arxiv.2409.12406,
title = {Robust Model-Free Control Framework with Safety Constraints for a Fully Electric Linear Actuator System},
author = {Mehdi Heydari Shahna and Pauli Mustalahti and Jouni Mattila},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.12406},
year = {2025}
}
备注
This work has been accepted in the IEEE Power Electronics and Motion Control (IEEE-PEMC 2024) Conference