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执行器故障下电液伺服系统固定时间容错控制OA

Fixed-time fault-tolerant control for electro-hydraulic servo system with actuator faults

中文摘要英文摘要

针对受执行器故障和外部扰动影响且存在参数不确定性的电液伺服系统活塞杆位置控制问题,提出一种固定时间容错控制方法.首先,基于齐次性定理设计了一种降阶固定时间扩张状态观测器,用于估计系统的集总不确定性,该观测器的估计误差为固定时间收敛,可以通过增大带宽来提高估计精度;然后,结合反步控制技术开发了一个固定时间容错控制器,不需要有关系统集总不确定性的任何信息;最后,在实验平台上进行验证.结果表明:所提方法对执行器故障具有较强的容错能力,可保证活塞杆具有较高的位置控制精度,且收敛时间上限与系统初始状态无关.

A fixed-time fault-tolerant control method was proposed for the piston rod position control of electro-hydraulic servo systems subjected to actuator faults and external disturbances,with the presence of parameter uncertainties.First,a reduced-order fixed-time extended state observer was designed based on the homogeneity theorem to estimate the system lumped uncertainty.The estimation error of this observer converged in fixed time,and the estimation accuracy could be improved by increasing the bandwidth.Then,a fixed-time fault-tolerant controller was developed by combining backstepping control technique,without requiring any information regarding the lumped uncertainty.Finally,verification was carried out on an experimental platform.Results show that the proposed method demonstrates strong fault-tolerant capability against actuator faults,ensuring high position control accuracy of the piston rod,and guaranteeing that the convergence time upper bound is independent of the initial system state.

任兴;郭庆;李铁山;蒋丹

电子科技大学自动化工程学院,四川成都 611731电子科技大学航空航天学院,四川成都 611731电子科技大学自动化工程学院,四川成都 611731电子科技大学机械与电气工程学院,四川成都 611731

机械制造

电液伺服系统执行器故障容错控制降阶扩张状态观测器固定时间收敛

electro-hydraulic servo systemactuator faultfault-tolerant controlreduced-order extended state observerfixed-time convergence

《华中科技大学学报(自然科学版)》 2026 (5)

38-45,8

国家自然科学基金资助项目(52175046)四川省重点研发计划资助项目(2024YFFK0037)中央引导地方科技发展专项资助项目(2024ZYD0165).

10.13245/j.hust.252557

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