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龙图腾网获悉福州大学申请的专利一种泵控电液转向系统的变速趋近与扰动补偿控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117970803B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410127026.6，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种泵控电液转向系统的变速趋近与扰动补偿控制方法是由杜恒;李苏;张志忠;郑于蓝;徐浚;黄惠;章小龙;郭堃设计研发完成，并于2024-01-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种泵控电液转向系统的变速趋近与扰动补偿控制方法在说明书摘要公布了：本发明提出一种泵控电液转向系统的变速趋近与扰动补偿控制方法，所述方法以变速趋近Terminal滑模干扰观测器对泵控电液伺服转向系统的集总扰动进行精准估计，并以关联转角误差的自适应不完全补偿方法对系统集总扰动进行前馈补偿，该扰动补偿的系数跟随误差变化而自动调整，兼顾转向精度和转向稳定性；所述方法包括以下步骤；步骤S1，建立泵控电液转向系统的数学模型；步骤S2，设计变速滑模趋近律；步骤S3，设计变速趋近Terminal滑模干扰观测器；步骤S4，设计不完全扰动补偿变速趋近滑模控制器；步骤S5，设计闭环系统Lyapunov稳定性分析函数；本发明无需获取泵控电液转向系统精确模型和扰动上界，就能实现高精度转向控制。

本发明授权一种泵控电液转向系统的变速趋近与扰动补偿控制方法在权利要求书中公布了：1.一种泵控电液转向系统的变速趋近与扰动补偿控制方法，其特征在于：所述方法以变速趋近Terminal滑模干扰观测器对泵控电液伺服转向系统的集总扰动进行精准估计，并以关联转角误差的自适应不完全补偿方法对系统集总扰动进行前馈补偿，该扰动补偿的系数跟随误差变化而自动调整，兼顾转向精度和转向稳定性；所述方法包括以下步骤； 步骤S1，联立泵控电液转向系统的机械部分、液压部分的微分方程，运用输入输出线性化方法建立泵控电液转向系统的数学模型； 步骤S2，引入变幂次函数1-ε1sigs，构造变速滑模趋近律其中s为滑模面，k1为指数趋近项系数；k2为变速趋近项系数；ε1为调节变速滑模趋近律的幂次收敛系数，0ε11；sgns为关于滑模面的符号函数；sigs为调节变速滑模趋近律变化速率的激活函数； 步骤S3，构造滑模干扰观测器滑模面，引入关联该滑模面的变速滑模趋近律，结合泵控电液转向系统数学模型，设计变速趋近Terminal滑模干扰观测器； 步骤S4，结合基于模型等效控制率、变速滑模趋近律和变速趋近Terminal滑模干扰观测器，引入关联转角误差的自适应扰动补偿函数，设计不完全扰动补偿变速趋近滑模控制器； 步骤S1中，数学模型对应重型车辆泵控电液伺服转向系统，包括转向桥和电静液泵单元EPU组成；所述转向桥由左助力缸8、右助力缸12、左轮胎9、右轮胎11和梯形转向机构10组成； 电静液泵单元EPU由伺服电机1、液压泵4、油箱、第一单向阀3、第二单向阀15、第一液控单向阀6、第二液控单向阀14、第一溢流阀7和第二溢流阀13组成；所述伺服电机驱动液压泵为对称安装的左助力缸、右助力缸供油，进而驱动梯形转向机构带动左轮胎、右轮胎转向； 步骤S1中，针对重型车辆泵控电液转向系统，搭建梯形转向机构动力学模型、泵控双助力缸液压模型，并推导出泵控电液转向系统控制导向模型；具体为：针对泵控电液转向系统梯形转向机构的机械运动部分，动力学模型以公式表述如下： 式中：α和β为分别为左车轮、右车轮的转角；为右轮对左轮转角的偏导；JL和JR分别为左右车轮等效转动惯量；CL和CR分别为左右车轮等效阻尼系数；TL和TR分别为左右车轮转向助力矩；n为转向缸动作点与主销间的距离；θ3'和θ3分别为左右两侧转向助力缸作用力与作用点速度的夹角；FL和FR分别为左、右助力缸输出力； 针对泵控电液转向系统的液压部分，考虑到伺服电机响应频率远高于液压系统响应频率，伺服电机控制电压与转速之间的关系为： nm＝kmu公式2； 式中：nm为电机转速；km为电机增益系数；u为伺服电机控制电压； 针对泵控电液转向系统液压部分，考虑双向定量泵内外泄漏，建立其流量平衡方程为： 式中：q1和q2分别表示双转向助力缸进出油口流量；Dp为液压泵排量；km为电机增益系数；Ci和Ce分别表示液压泵内外泄漏系数；p1和p2分别表示双转向助力缸进出油口压力； 对泵控电液转向系统液压部分，考虑到双助力缸内外泄漏，及其两侧容腔内的油液压缩，建立双助力缸流量平衡方程： 式中：Vt为双转向助力缸总容积；A和a分别表示助力缸大小腔有效面积；xL和xR分别为左右助力缸活塞位移，分别为xL＝an，xR＝βn；和分别为左右助力缸活塞速度，分别为n为转向缸动作点与主销间的距离；Cip和Cep分别表示助力缸内外泄漏系数；βe为液压油有效弹性模量； 对泵控电液转向系统液压部分，需简化模型以便于设计非线性控制器，对模型进行简化，具体定义为：V1＝Vt2+Anα+anβ，V2＝Vt2-anα-Anβ，TT＝TLαβ+TR，JT＝JLαβ2+JR，g1＝ancosθ3+Ancosθ′3αβ，C2＝2Cip+Ci，g2＝Ancosθ3+ancosθ′αβ，C1＝2Cip+2Cep+Ce+Ci， 以右轮转角β为反馈信号，伺服电机控制电压u为控制输入，定义泵控电液伺服转向系统状态变量推导出泵控电液伺服转向系统状态方程，建立泵控电液伺服转向系统的数学模型： 式中变量表示为： g＝g1βeDpkmnJTV1+g2βeDpkmnJTV2公式6； f＝-Anαβ+ang1x2JTV1-anαβ+Ang2x2JTV2公式7 d＝Δgu+Δf+du公式9； 式中，β、和分别为电液伺服转向系统的右轮转向角度、转向速度和转向加速度；x为泵控电液转向系统状态变量；和分别表示x1、x2和x3的导数；f和g分别为泵控电液转向系统建模动态和控制增益系数；Δg，Δf分别为由于参数不确定性造成的控制增益偏差和系统动态偏差；du为包含系统未建模动态、未知转向阻力矩的扰动；d包含系统参数摄动、未建模动态、未知转向阻力矩的集总扰动； 步骤S2在设计变速滑模趋近律时， 首先，定义泵控电液转向系统转角误差： 式中，e1，e2和e3分别是泵转向系统的转向角度误差，转向速度误差和转向加速度误差； 进一步获取转向误差的状态方程： 随后，基于转角误差设计滑模面： 式中，s为滑模面；λ为滑模面带宽； 引入关联滑模面的激活函数构造形如下式的变速滑模趋近律： 式中，s为滑模面，其中s＝e3+2λe2+λ2e1，e1＝x1-x1d，e1、e2和e3分别为转向角度误差、转向角速度误差和转向角加速误差；x1d、和分别为转向期望信号的转向角度、转向角速度和转向角加速度；k1为指数趋近项系数；k2为变速趋近项系数；ε1为调节变速滑模趋近律的幂次收敛系数，0ε11；sgns为关于滑模面的符号函数；sigs为调节变速滑模趋近律变化速率的激活函数，表达式为： 式中，τ1为激活函数的收缩系数； 所述变速滑模趋近律在泵控电液转向系统状态远离滑模面时加快趋近速度，当系统状态靠近滑模面时降低趋近速度，以减小抖振、防止系统超调；幂次项系数通过激活函数sigs进行调整，并且，τ1值越大，调整速度越快，以更快的应对扰动快速变化。

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