机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (12): 367-376.doi: 10.3901/JME.2025.12.368
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陈其怀1,2, 郑镠清1, 林添良1,2, 李钟慎1,2, 任好玲1,2, 付胜杰1,2
CHEN Qihuai1,2, ZHENG Liuqing1, LIN Tianliang1,2, LI Zhongshen1,2, REN Haoling1,2, FU Shengjie1,2
摘要: 电动挖掘机具有零排放和高能效优势,已是行业发展热点。挖掘机回转电驱相较于传统液驱系统,可进一步提高整机能效,是挖掘机绿色化发展重要趋势。然而,挖掘机上车回转为典型时变大惯量系统,现有电驱系统在应对大负载惯量变化和突变负载时,存在控制性能不足和鲁棒性差的问题。为此,提出一种基于模型参考自适应的自抗扰控制方法,针对挖掘机回转系统负载扰动、时变惯量扰动,搭建扰动观测器,提高系统控制性能。为验证所提出控制方法的有效性,开展仿真与试验研究。仿真和试验结果表明,所提出控制方法较PID具有更优良的控制性和鲁棒性。相较于比例积分微分(Proportional integral derivative,PID)控制,定惯量工况下,模型参考自适应控制调整时间提高了9.3%,基于扰动观测器的模型参考自适应控制调整时间提高了32.6%,超调降低了45.5%。变惯量工况下,模型参考自适应控制调整时间提高了36.1%,超调量降低了39.7%,基于扰动观测器的模型参考自适应控制调整时间提高了41.8%,超调量降低了50%。突变载荷过程,模型参考自适应控制调整时间提高了12.8%,超调降低5.6%,基于扰动观测器的模型参考自适应控制调整时间提高了29.5%,超调量降低了16.7%。
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