1.一种液压锚杆钻机自适应抗扰动全局终端滑模转速控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、建立液压锚杆钻机转速系统模型;
S2、基于液压锚杆钻机转速系统的跟踪误差和自适应扩张状态观测器的估计误差,构建自适应扩张状态观测器;
S3、根据液压锚杆钻机转速系统的跟踪误差和自适应扩张状态观测器的估计误差,构建全局终端滑模控制律;
S4、将自适应扩张状态观测器估计的扰动在全局终端滑模控制律中加以补偿,构成控制器;
步骤S1中,液压锚杆钻机转速系统模型如下:(1)
其中, , , 分别是转角、角转速和角加速度; 是控制输入; 是控制输出; 是控制增益; 是时变集总扰动;
步骤S2中,基于液压锚杆钻机转速系统的跟踪误差和自适应扩张状态观测器的估计误差,构建自适应扩张状态观测器,具体操作如下:定义 是跟踪误差; 是估计误差;
其中, 是参考信号; 是 的估计值;设计自适应策略如下:(2)
其中, ; 是增益系数; 是指数函数,为速度因子,用于调节收敛速度; 是自适应函数;
将 扩展为一个新的状态量 ,即 ,构建如下自适应扩张状态观测器: (3)
其中, 和 分别是 和 的估计值。
2.根据权利要求1所述的一种液压锚杆钻机自适应抗扰动全局终端滑模转速控制方法,其特征在于,步骤S3中,根据液压锚杆钻机转速系统的跟踪误差和自适应扩张状态观测器的估计误差,构建全局终端滑模控制律,具体操作如下:令 ,设计期望的终端滑模面如下:(4)
式中, 是联合估计误差; 为终端滑模函数; 是增益系数, 是增益系数, 和 是奇数,且满足 ;
基于式(4),全局终端滑模面为:(5)
其中, 是全局终端滑模函数; 是 的初始值; 是衰减函数,具体如下:(6)
其中, ; 是衰减时间;是时间;
基于衰减函数 和李雅普诺夫稳定性理论,设计全局终端滑模控制律如下:(7)
其中, 为全局终端滑模控制律; 是等效控制律;
是 的导数; 是鲁棒控制律; 是增益系数; 是增益系数; ; ; 是 的导数。
3.根据权利要求2所述的一种液压锚杆钻机自适应抗扰动全局终端滑模转速控制方法,其特征在于,步骤S4中,控制器如下:(8)。