CN114296346A - 基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统重构控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统重构控制方法及装置，首先，推导出电液伺服系统数学模型；其次，分析电液位置伺服系统的三种典型故障并进行了故障注入；然后，设计自抗扰控制器保证系统良好的工作性能；最后，设计模糊逻辑，将其与自抗扰控制器中的非线性状态误差反馈律相结合，实现电液位置伺服系统面对组件故障的重构控制。本发明提出的基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统重构控制器能够有效地补偿组件故障产生的不利影响，针对传感器漂移、液压缸内泄漏和液压油混入空气等故障具有良好的鲁棒性和优秀的重构能力，保证了电液位置伺服系统在整个工作任务中的可靠性与安全性。

Description

基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统重构控制方法及 装置

技术领域

本发明涉及航空机电系统及其控制方法，具体涉及一种基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统重构控制方法及转置。

背景技术

作为典型的航空机电系统，电液位置伺服系统集机、电、液于一体，具有控制精度高、响应速度快、信号处理灵活以及各种参数的系统反馈等优点。电液位置伺服系统已经广泛应用于航空航天工程，特别是驱动大型飞机操纵面以及控制飞行模拟器等。但是，电液位置伺服系统容易受到参数不确定性和外部干扰的影响，许多先进的控制方法被提出来解决这个问题，尽管控制效果和抗干扰能力有所提高，但传感器故障和执行器退化等部件故障并未得到重视，电液位置伺服系统的可靠性和安全性没有被真正加强。因此，有必要为其设计一个能够自动容忍潜在故障的重构控制系统。

现有技术中对电液伺服系统建模及其主要元件故障仿真分析主要采取自下而上的建模方法对阀控非对称液压缸电液位置伺服系统进行建模，并将故障参数注入模型，仿真结果对故障监测与诊断以及液压产品升级改造具有一定的参考价值。

目前也有利用奇偶方程和模糊逻辑进行故障检测与诊断，在故障发生时利用内模控制(结构对控制器进行无扰切换，从而重新配置控制回路来进行容错，实验结果证实了该方案具有工业应用前景。

现有的电液伺服阀智能故障诊断方法，能够快速准确地定位故障点，通过建立基准数学模型，对采集到的状态异常的参数进行快速甄别，进而准确分析出故障地点，建立参数训练集，提高故障诊断的效率。但是仅仅对电液伺服阀进行了故障诊断，并没有进一步研究其发生故障后的运行情况，安全性和可靠性有限，不足以保证工作安全。

发明内容

发明目的：本发明的一个目的是提供一种基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统重构控制方法，以补偿电液位置伺服系统传感器漂移、液压缸内泄漏和液压油混入空气等组件故障产生的不利影响。

本发明的另一个目的是提供一种基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统重构控制装置。

技术方案：本发明的基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法，包括以下步骤：

S1、构建电液位置伺服系统的数学模型，该数学模型为电液伺服阀的传递函数、液压缸的传递函数、伺服放大器传递函数、位移传感器传递函数及控制器传递函数组成的闭环系统模型；

S2、分析电液位置伺服系统的典型故障并进行故障注入，电液位置伺服系统的典型故障包括位移传感器漂移、液压缸内泄漏和液压油混入空气故障；

S3、设计自抗扰控制器，自抗扰控制器包括二阶跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性状态误差反馈律，二阶跟踪微分器用于给系统安排过渡过程，使得被控量跟踪跟踪微分器给出的过渡过程信号；扩张状态观测器利用被控对象的输入量和输出量，对系统状态和总扰动进行实时地观测；非线性状态误差反馈律，将扩张状态观测器的观测值与二阶跟踪微分器给出的过渡过程信号的差值进行非线性组合，形成控制量来补偿总扰动；

S4、设计模糊逻辑，将其与自抗扰控制器中的非线性状态误差反馈律相结合，在线调整非线性状态误差反馈律的参数k₁,k₂，实现电液位置伺服系统面对组件故障的重构控制。

进一步的，步骤S2中位移传感器漂移故障模型为：

x′_s＝k_DFTx_s (1)；

其中，x′_s是位移传感器的实际输出，k_DFT是传感器漂移系数，x_s是位移传感器的测量位移；

液压缸内泄漏是指液压缸两个压力之间的相互渗漏液压油，通过减小系统的总流量压力系数K_ce进行故障的注入；

液压油混入空气故障是指在系统工作发热液压油产生气体或者安装时空气混入液压油中，通过改变油液的等效体积弹性模量β_e来对该故障进行注入。

进一步的，步骤S3中二阶跟踪微分器为：

其中，v₁(k)为k时刻期望值的跟踪信号，v₁(k+1)为k+1时刻期望值的跟踪信号，v_r(k)为输入信号，v₂(k)为k时刻v₁(k)的微分信号，v₂(k+1)为k+1时刻v₁(k)的微分信号，r,h分别为快速因子和滤波因子，fhan函数称为最速综合函数。

进一步的，步骤S3中扩张状态观测器为：

其中，ε是误差估计，z₁(k)是k时刻的状态估计，z₁(k+1)是k+1时刻的状态估计，z₂(k)是z₁在k时刻的导数，z₂(k+1)是k+1时刻的导数，z₃(k)是k时刻的扩张状态，z₃(k+1)是k+1时刻的扩张状态，b为控制器的补偿增益，u(k)是控制输出，(δ,β₀₁,β₀₂,β₀₃)是一组可调参数；

非线性函数fal(ε,α,δ)的表达式如下：

进一步的，步骤S3中非线性状态误差反馈律为：

其中，k₁,k₂,α₁,α₂,δ₀均为可调参数，u₀为状态反馈控制器的输出值，u表示最终控制器的输出值，v₁(k)是k时刻期望值的跟踪信号，v₂(k)为k时刻v₁(k)的微分信号，e₁,e₂分别为误差及误差的微分信号。

进一步的，步骤S4中模糊逻辑具体为：

模糊输入量为：(e₁,e₂)，其中，e₁,e₂分别为误差以及误差的微分信号；

模糊输出变量为：(△k₁,△k₂)；

根据模糊规则，5个模糊语言子集被分别定义在各自的论域上：{负大(NB)，负小(NS)，零(ZO)，正小(PS)，正大(PB)}；

则模糊输入量(e₁,e₂)的论域分别为[0,1]，[-10,2]；

模糊输出量(△k₁,△k₂)的论域分别为[-50,+50]，[-5,+5]；

隶属度函数选择高斯函数，模糊推理采用Mamdani型推理规则；

最终的误差反馈控制律的增益系数为：

其中，

是状态误差反馈初值，(k₁,k₂)是最终值，(△k₁,△k₂)是模糊输出量。

本发明的一个实施例中，基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制装置，包括：

跟踪微分器，根据输入信号，输出期望的跟踪信号和期望跟踪信号的微分信号，然后根据扩张状态观测器输出的状态估计和状态估计的导数，输出误差及误差微分信号给模糊逻辑单元和非线性状态误差反馈律单元；

模糊逻辑单元，根据输入的误差及误差微分信号，输出模糊输出量(△k₁,△k₂)给非线性状态误差反馈律单元；

非线性状态误差反馈律单元，根据输入的误差及误差微分信号，以及模糊输出量(△k₁,△k₂)，输出状态反馈控制器输出u₀；

扩张状态观测器，根据被控对象的输入量和输出量，输出状态估计、状态估计导数以及扩张状态，根据扩张状态与状态反馈控制器输出u₀得到最终控制器输出，以控制被控对象。

本发明的又一实施例中，一种控制设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线；

其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现上述基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法。

本发明的又一实施例中，一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现上述基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明设计的模糊自抗扰控制器提高了系统的跟踪性能与快速性。

(2)本发明设计的模糊自抗扰控制器不需要预先知晓故障情况，通过模糊逻辑自动调整控制器参数，保证了闭环系统的稳定性。

(3)本发明设计的模糊自抗扰控制器能够自动调节非线性状态反馈律，简单有效，需要调节的参数少，适合实际工程应用。

(4)本发明不仅能克服电液位置伺服系统中传感器漂移、内泄漏和液压油混入空气等组件故障带来的影响，具有较强的鲁棒性，还能对工作过程中的未知外部扰动起到良好的抑制作用。

附图说明

图1为本发明针对的电液位置伺服系统结构图；

图2为本发明方法的模糊自抗扰重构控制器的原理图；

图3为实施例情况1下本发明方法在传感器恒增益漂移故障下的输出曲线图；

图4为实施例情况1下本发明方法在传感器恒增益漂移故障并且有测量噪声情况下的输出曲线图；

图5为实施例情况1下本发明方法的扩张状态观测器所观测的系统总扰动曲线图；

图6为实施例情况2下本发明方法在液压缸内泄漏故障下的输出曲线图；

图7为实施例情况2下本发明方法在液压缸内泄漏并且有外负载力情况下的输出曲线图；

图8为实施例情况2下本发明方法的扩张状态观测器所观测的系统总扰动曲线图；

图9为实施例情况3下本发明方法在液压油混入空气故障下的输出曲线图；

图10为实施例情况3下本发明方法在液压油混入空气并且有外负载力的情况下的输出曲线图；

图11为实施例情况3下本发明方法的扩张状态观测器所观测的系统总扰动曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明的一种基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统重构控制方法，包括以下步骤：

S1、构建电液位置伺服系统的数学模型；该数学模型为电液伺服阀的传递函数、液压缸的传递函数、伺服放大器传递函数、位移传感器传递函数及控制器传递函数组成的闭环系统模型；具体的：

电液伺服阀的压力流量方程为：

其中，q_L为负载流量，C_d为负载流量系数，A为电液伺服阀的阀口面积函数，x_v为电液伺服阀阀芯位移，p_s为电液位置伺服系统供油压力，p_L为电液伺服阀的负载压力，ρ为液压油密度。

将上述电液伺服阀的压力流量方程可以线性化为：

q_L＝K_qx_v-K_cp_L (2)；

其中，K_q为流量增益，K_c为流量-压力系数。

液压缸的连续性方程可表示为：

其中，x为活塞杆的位移，A_m为液压缸的有效作用面积，C_tp为液压缸的等效泄露系数，β_e为油液的等效体积弹性模量，V_t为液压缸的总压缩容积。

液压缸与负载的动力学方程可表示为：

其中，m为负载折算到活塞杆上的等效质量，B_p为活塞和负载的粘性阻尼系数，k为作用在活塞上的负载弹簧刚度，F_L为外负载力。

在上述三个方程(公式(2)、(3)、(4))的基础上可以建立液压缸的传递函数。实际应用中，由于系统的弹性负载和粘性阻尼系数都很小，可以忽略不计，即k＝0，B_p＝0。得到简化后的活塞杆移x对电液伺服阀阀芯位移x_v传递函数：

其中，ω_h为液压固有频率，

ζ_h为液压阻尼比，

K_ce是液压缸的总流量-压力系数，K_ce＝K_c+C_tp。

电液伺服阀可视为工作频率接近液压固有频率ω_h的二阶震荡环节，其传递函数如下：

其中，I_r是电液伺服阀的输入电流，K_sv为电液伺服阀增益，ω_sv为电液伺服阀的固有频率，ζ_sv为电液伺服阀的阻尼比。

位移传感器视为比例环节：

x_s＝K_fx (7)；

其中，x_s是位移传感器测量位移，K_f是位移传感器反馈增益，x为活塞杆的位移。

伺服放大器方程如下：

I_r＝K_au_se (8)；

其中，u_se是电液位置伺服系统的输出电压，K_a是伺服放大器增益。

S2、分析电液位置伺服系统的常见故障并进行故障注入；

电液伺服设备结构复杂，在实际工作中会因为零部件的磨损、老化、外力损坏等原因导致系统性能减退，甚至无法正常工作。本实施例主要考虑电液位置伺服系统的组件故障，包括：传感器漂移、液压缸内泄漏和液压油混入空气。

传感器漂移是典型的传感器故障之一，传感器漂移会严重影响系统性能，甚至导致系统时空。传感器故障模型可描述如下：

x′_s＝k_DFTx_s (9)；

其中，x′_s是传感器的实际输出，k_DFT是传感器漂移系数，k_DFT∈(0,2]。

液压缸内泄漏是指液压缸两个压力之间的相互渗漏液压油，主要原因是活塞的磨损或者液压缸内壁的磨损导致密封性减弱。液压缸内泄漏故障对液压系统的影响比较明显，随着泄漏参数逐渐变大，系统的调整时间变长，压力缸中泄漏的油液使得压力无法保持，系统显得很疲软。在严重的泄漏故障情况下，输出位移无法达到预定的位置。在仿真时，通过修改系统的液压缸的总流量-压力系数K_ce进行故障的注入。

系统混入气体故障是指在系统工作发热液压油产生气体或者安装时空气混入液压油中，这些气体会随着系统中压力的增大而逐渐溶入油液中，这些气体往往以悬浊形态存在，由于气体混入液压油的性能发生变化即体积弹性模量改变。液压油的体积弹性系数随着混入的空气量增大而不断下降。在系统反应初期有较明显的振荡偏差，之后趋于平缓，系统的调整时间变长，那是因为液压油的体积弹性系数变小压力在液压油中的波传播速度减慢。在系统混入气体故障严重时，出现剧烈的振荡，无法正常工作。在仿真时，通过改变油液的等效体积弹性模量β_e来对该故障进行仿真模拟。

S3、设计自抗扰控制器；具体的：

自抗扰控制不仅继承了PID控制方法的优势，即利用非线性反馈提高控制能力，而且可以估计和补偿已知或未知的干扰。自抗扰控制不依赖数学模型，而是对控制误差进行分析，可以使系统获得良好的控制效果。普通的自抗扰控制器由跟踪微分器、非线性状态误差反馈和扩张状态观测器组成。

跟踪微分器的主要作用有两个方面：第一是给系统安排过渡过程，从而使得被控量从跟踪给定输入值变化到跟踪微分器给出的过渡过程信号，给出过渡过程可有效解决PID控制方法中存在的快速性和超调之间的矛盾，且可使控制系统的性能得到提升；第二个作用是对信号进行滤波并得到其微分信号。

二阶跟踪微分器的表达式如下所示：

其中，v₁(k)为k时刻期望值的跟踪信号，v₁(k+1)为k+1时刻期望值的跟踪信号，v_r(k)为输入信号，v₂(k)为k时刻v₁(k)的微分信号，v₂(k+1)为k+1时刻v₁(k)的微分信号，r,h是两个可调参数，分别称为快速因子和滤波因子。fhan函数称为最速跟踪控制综合函数，最速跟踪控制综合函数fhan(x₁,x₂,r,h)的表达式如下：

其中，x₁,x₂为函数变量，

sgn是符号函数。

状态观测器根据控制量和对象输出实时估计系统状态和总扰动，是自抗扰控制器的核心。设计的扩张状态观测器如下：

其中，ε是误差估计，z₁(k)是k时刻的状态估计，z₁(k+1)是k+1时刻的状态估计，z₂(k)是z₁在k时刻的导数，z₂(k+1)是k+1时刻的导数，z₃(k)是k时刻的扩张状态，z₃(k+1)是k+1时刻的扩张状态，，b为控制器的补偿增益，(δ,β₀₁,β₀₂,β₀₃)是一组可调参数。非线性状态误差反馈律的设计如下：

其中，k₁,k₂,α₁,α₂,δ₀是5个可调参数，u₀(k)为状态反馈控制器的输出值，u(k)表示最终控制器的输出值，v₁(k)为k时刻期望值的跟踪信号，v₁(k+1)为k+1时刻期望值的跟踪信号，v_r(k)为输入信号，v₂(k)为k时刻v₁(k)的微分信号，v₂(k+1)为k+1时刻v₁(k)的微分信号，e₁,e₂分别为误差及误差的微分信号。

非线性函数fal(e,α,δ)的表达式如下：

S4、根据步骤S1、S2、S3设计模糊逻辑，将其与自抗扰控制器中的状态误差反馈相结合，在线调整非线性状态误差反馈律的参数k₁,k₂，实现电液位置伺服系统面对组件故障的重构控制。

引入模糊逻辑在线调整控制律，以使得系统具有重构能力，能够更好的应对故障。

根据模糊输入量(e₁,e₂)的变化(e₁,e₂分别为误差以及误差的微分信号)，分别得到模糊输出变量(△k₁,△k₂)(△k₁,△k₂是模糊输出量，即非线性状态误差反馈的增益)，自动逼近最优参数，从而不仅降低了参数整定的难度，还提高了系统的自适应性和控制效果。根据模糊规则，5个模糊语言子集被分别定义在各自的论域上：{负大(NB)，负小(NS)，零(ZO)，正小(PS)，正大(PB)}。模糊输入量(e₁,e₂)的论域分别为[0,1]，[-10,2]，模糊输出量(△k₁,△k₂)的论域分别为[-50,+50]，[-5,+5]。隶属度函数选择高斯函数，模糊推理采用Mamdani型推理规则，根据电液位置伺服系统控制原理和输入输出(e₁,e₂)不同的组合，根据模糊控制规则给出(△k₁,△k₂)的变化，获得最终的控制性能。最终的误差反馈控制律的增益系数为：

其中，

是状态误差反馈初值，(k₁,k₂)是最终值，(△k₁,△k₂)是模糊输出量。

模糊控制时，将偏差e₁，e₂，△k₁,△k₂分为五个模糊集：负大(NB)，负小(NS)，零(ZO)，正小(PS)，正大(PB)。根据经验设计模糊规则，若e₁负大，e₂负大，则△k₁正大，△k₂正小，以此类推，完成模糊规则表的设计。

如图2所示，模糊自抗扰重构控制器的原理为：模糊自抗扰重构控制器不依赖于精确的数学模型，将建模不精确和内部参数摄动看成系统的“内扰”，使用扩张状态观测器对系统总扰动进行估计，并对扰动进行动态补偿。将非线性状态误差反馈律与模糊逻辑相结合，可根据状态误差自动调整控制器参数，以满足不同故障和扰动条件下的控制性能要求。

本发明的一个实施例中，基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制装置，包括：

跟踪微分器，根据输入信号，输出期望的跟踪信号和期望跟踪信号的微分信号，然后根据扩张状态观测器输出的状态估计和状态估计的导数，输出误差及误差微分信号给模糊逻辑单元和非线性状态误差反馈律单元；

模糊逻辑单元，根据输入的误差及误差微分信号，输出模糊输出量(△k₁,△k₂)给非线性状态误差反馈律单元；

非线性状态误差反馈律单元，根据输入的误差及误差微分信号，以及模糊输出量(△k₁,△k₂)，输出状态反馈控制器输出u₀；

扩张状态观测器，根据被控对象的输入量和输出量，输出状态估计、状态估计导数以及扩张状态，根据扩张状态与状态反馈控制器输出u₀得到最终控制器输出，以控制被控对象。

其中，跟踪微分器能够给系统安排过渡过程，使得被控量不必跟踪给定的参考信号，仅需跟踪跟踪微分器给出的过渡过程信号即可。扩张状态观测器利用被控对象的输入量和输出量，可以对系统状态和“总扰动”进行实时地观测。非线性状态误差反馈律将扩张状态观测器的观测值与跟踪微分器给出的过渡过程信号的差值进行非线性组合，从而形成控制量来补偿“总扰动”。模糊逻辑与非线性状态误差反馈律相结合，使得非线性状态误差反馈律的参数k₁,k₂可以在线调整，简化参数整定过程，加强控制器的鲁棒性和环境适应性。

本发明的一个实施例中，一种控制设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线；其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器，用于存放计算机程序；所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现上述基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法，并达到如上述方法一致的技术效果。

本发明的一个实施例中，一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现所述基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法，并达到如上述方法一致的技术效果。

下面结合具体实施例，详细阐述本发明的技术方案。

以如图1所示的电液伺服系统为对象，在MATLAB/Simulink环境下对其进行仿真验证，以验证本发明的控制重构方法的有效性。电液伺服系统的数学模型、模糊控制规则以及模糊自抗扰控制器的具体参数分别如表1、2、3：

表1系统仿真参数

表2模糊规则表

表3模糊控制器参数

情况1：传感器故障：t＝2s时发生传感器恒增益漂移0.3故障，仿真结果如图3所示；t＝2s时发生传感器恒增益漂移0.3故障，同时有测量噪声ω＝0.05sin(5t)，仿真结果如图4所示，图5是所设计的模糊自抗扰控制器中的扩张状态观测器在该故障情况下所观测的系统总扰动。

仿真结果表明，该方法在系统无故障时有效缩短了跟踪时间，具有令人满意的控制效果。当传感器故障发生时，所设计的模糊自抗扰控制器拥有更好的瞬态性能。在存在测量噪声的情况下，拥有更好的抗扰性。

情况2：液压缸内泄漏故障：一开始就发生液压缸内泄漏故障，总流量压力系数从1.6×10^-12m³/s·Pa变成5×10^-13m³/s·Pa，仿真结果如图6所示；发生液压缸内泄漏的同时有外负载力F_L＝1000N，仿真结果如图7所示，图8是所设计的模糊自抗扰控制器中的扩张状态观测器在该故障情况下所观测的系统总扰动。

仿真结果表明，该方法可以更好的抑制因为液压缸内泄而引起的输出抖动问题，同时，在有外负载力的情况下，仍然能够稳定系统输入，其扩张状态观测器也能够很好的观察故障和外部扰动。

情况3：液压油混入空气故障：一开始就发生液压油混入空气故障，体积弹性模量从8×10⁸Pa变成5×10⁸Pa，仿真结果如图9所示；发生液压油混入空气故障的同时有外负载力F_L＝1000N，仿真结果如图10所示，图11是所设计的模糊自抗扰控制器中的扩张状态观测器在该故障情况下所观测的系统总扰动。

仿真结果表明，该方法能够很好的应对输出波动，在存在外负载力的情况下，仍能很好的跟踪系统输入，其扩张状态观测器可以精确观测到故障和外负载造成的扰动。

实验表明，本发明控制器对在不同故障状态下的电液位置伺服系统有着良好的控制重构效果，并且具有很强的鲁棒性和抗扰性；本发明可以按住提高电液位置伺服系统的可靠性和安全性，保障了工作任务安全顺利完成。

Claims (9)

1.基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构建电液位置伺服系统的数学模型，该数学模型为电液伺服阀的传递函数、液压缸的传递函数、伺服放大器传递函数、位移传感器传递函数及控制器传递函数组成的闭环系统模型；

S2、分析电液位置伺服系统的典型故障并进行故障注入，电液位置伺服系统的典型故障包括位移传感器漂移、液压缸内泄漏和液压油混入空气故障；

S3、设计自抗扰控制器，自抗扰控制器包括二阶跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性状态误差反馈律，二阶跟踪微分器用于给系统安排过渡过程，使得被控量跟踪跟踪微分器给出的过渡过程信号；扩张状态观测器利用被控对象的输入量和输出量，对系统状态和总扰动进行实时地观测；非线性状态误差反馈律将扩张状态观测器的观测值与二阶跟踪微分器给出的过渡过程信号的差值进行非线性组合，形成控制量来补偿总扰动；

S4、设计模糊逻辑，将其与自抗扰控制器中的非线性状态误差反馈律相结合，在线调整非线性状态误差反馈律的参数k₁,k₂，实现电液位置伺服系统面对组件故障的重构控制。

2.根据权利要求1所述的基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法，其特征在于，步骤S2中位移传感器漂移故障模型为：

x′_s＝k_DFTx_s (1)；

其中，x′_s是位移传感器的实际输出，k_DFT是传感器漂移系数，x_s是位移传感器的测量位移；

液压缸内泄漏是指液压缸两个压力之间的相互渗漏液压油，通过减小系统的总流量压力系数K_ce进行故障的注入；

液压油混入空气故障是指在系统工作发热液压油产生气体或者安装时空气混入液压油中，通过改变油液的等效体积弹性模量β_e来对该故障进行注入。

3.根据权利要求1所述的基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法，其特征在于，步骤S3中二阶跟踪微分器为：

其中，v₁(k)为k时刻期望值的跟踪信号，v₁(k+1)为k+1时刻期望值的跟踪信号，v_r(k)为输入信号，v₂(k)为k时刻v₁(k)的微分信号，v₂(k+1)为k+1时刻v₁(k)的微分信号，r,h分别为快速因子和滤波因子，fhan函数称为最速综合函数。

4.根据权利要求1所述的基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法，其特征在于，步骤S3中扩张状态观测器为：

其中，ε是误差估计，z₁(k)是k时刻的状态估计，z₁(k+1)是k+1时刻的状态估计，z₂(k)是z₁在k时刻的导数，z₂(k+1)是k+1时刻的导数，z₃(k)是k时刻的扩张状态，z₃(k+1)是k+1时刻的扩张状态，b为控制器的补偿增益，u(k)是控制输出，(δ,β₀₁,β₀₂,β₀₃)是一组可调参数；

非线性函数fal(ε,α,δ)的表达式如下：

5.根据权利要求1所述的基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法，其特征在于，步骤S3中非线性状态误差反馈律为：

其中，k₁,k₂,α₁,α₂,δ₀均为可调参数，u₀为状态反馈控制器的输出值，u表示最终控制器的输出值，v₁(k)是k时刻期望值的跟踪信号，v₂(k)为k时刻v₁(k)的微分信号，e₁,e₂分别为误差及误差的微分信号。

6.根据权利要求1所述的基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法，其特征在于，模糊逻辑具体为：

模糊输入量为：(e₁,e₂)，其中，e₁,e₂分别为误差以及误差的微分信号；

模糊输出变量为：(△k₁,△k₂)；

根据模糊规则，5个模糊语言子集被分别定义在各自的论域上：{负大(NB)，负小(NS)，零(ZO)，正小(PS)，正大(PB)}；

则模糊输入量(e₁,e₂)的论域分别为[0,1]，[-10,2]；

模糊输出量(△k₁,△k₂)的论域分别为[-50,+50]，[-5,+5]；

隶属度函数选择高斯函数，模糊推理采用Mamdani型推理规则；

最终的误差反馈控制律的增益系数为：

其中，

是状态误差反馈初值，(k₁,k₂)是最终值，(△k₁,△k₂)是模糊输出量。

7.基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制装置，其特征在于，包括：

跟踪微分器，根据输入信号，输出期望的跟踪信号和期望跟踪信号的微分信号，然后根据扩张状态观测器输出的状态估计和状态估计的导数，输出误差及误差微分信号给模糊逻辑单元和非线性状态误差反馈律单元；

模糊逻辑单元，根据输入的误差及误差微分信号，输出模糊输出量(△k₁,△k₂)给非线性状态误差反馈律单元；

非线性状态误差反馈律单元，根据输入的误差及误差微分信号，以及模糊输出量(△k₁,△k₂)，输出状态反馈控制器输出u₀；

扩张状态观测器，根据被控对象的输入量和输出量，输出状态估计、状态估计导数以及扩张状态，根据扩张状态与状态反馈控制器输出u₀得到最终控制器输出，以控制被控对象。

8.一种控制设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线；

其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-7任一项所述基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述基于模糊自抗扰控制的电液位置伺服系统的重构控制方法。

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