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龙图腾网获悉南京理工大学;江苏恒立液压股份有限公司申请的专利考虑输出状态约束的先导式多路阀控系统位置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：CN120029040B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05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：202510094459.0，技术领域涉及：G05B11/42；该发明授权考虑输出状态约束的先导式多路阀控系统位置控制方法是由姚建勇;赵高阳;邓文翔;周正寿;刘红光;周忠华;哈良;潘红波;张国良设计研发完成，并于2025-01-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本考虑输出状态约束的先导式多路阀控系统位置控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种考虑输出状态约束的先导式多路阀控系统位置控制方法，该位置控制方法基于构建的输出状态约束函数，融合反步法控制思想，设计带有指令滤波、状态与干扰观测的非线性位置控制控制器。针对先导式多路阀系统的位置控制问题，本发明既能仅依赖于系统输出状态信号反馈，构建扩张状态观测器与状态约束非线性转换函数，以获得系统不可测状态，实现对系统的输出状态约束和干扰补偿，又能通过指令滤波器避免传统非线性控制方法中的微分爆炸问题，降低闭环控制超调对系统的影响，实现高精度位置跟踪性能。

本发明授权考虑输出状态约束的先导式多路阀控系统位置控制方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑输出状态约束的先导式多路阀控系统位置控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、建立先导式多路阀控系统的数学模型，转入步骤2； 步骤2、基于先导式多路阀控系统的数学模型，设计考虑输出状态约束的非线性位置控制器，具体如下： 步骤2-1、为获得无法测量的系统状态x2、x3以及系统未知动态Dt，构建扩张状态观测器，实现对系统状态以及未知动态的估计；具体如下： 取扩张状态变量xe＝Dt，则基于假设2得出，其中，表示Dt的一阶导数，Ht表示未知的连续函数； 结合式7，设计如下扩张状态观测器： 式9中，扩张状态观测器变量表示系统状态xi的观测估计值，扩张状态观测器变量表示扩张状态变量xe的观测估计值，表示的一阶导数，表示的一阶导数，ω表示扩张状态观测器的增益，中间变量表示对中间变量fi的观测估计量，下标i＝1,2,3； 结合式7与式9，扩张状态观测器的动态误差为： 式10中，与均表示扩张状态观测器对系统状态的观测估计误差，中间变量表示对中间变量fi的观测估计误差，下标i＝1,2,3； 定义中间变量：其中，中间变量中间变量中间变量中间变量则式10表征的扩张状态观测器的动态误差被进一步改写为： 式11中，表示中间变量ε的一阶导数，中间变量AESO、BESO与CESO均为表征扩张状态观测器动态误差的矩阵，定义为： 步骤2-2、定义误差z1＝ζ1-α0，其中，中间变量ζ1是系统状态x1经过非线性转换函数转换所得的状态变量，α0表示ζ1的虚拟控制器，为保证系统状态x1能够精确地跟踪系统期望跟踪位置指令xd且实现x1的状态约束，需保证误差z1有界，具体如下： 为简化控制器的设计流程，设计如下指令滤波器： 式14中，α1f表示α1的滤波值，α1表示x2的虚拟控制器，表示α1f的一阶导数，滤波增益τ10，α1的滤波误差e1＝α1f-α1，η1t表示恒为正的函数，且满足其中，v表示积分变量，cc1表示任意常数，η1max表示恒正的常数，的上界l1＞0，表示l1的估计值； 的更新律为： 式15中，σ1表示正的增益； 设计如下非线性转换函数： 式16中，ρ1表示对系统状态x1设计的边界，ρ1是正常数，且满足： 式17中，表示系统期望跟踪位置指令xd的上界，xd表示系统期望跟踪位置指令xd的下界； 设计虚拟控制器α0为： 对z1求导得： 式19中，表示ζ1的一阶导数，表示α0的一阶导数，表示xd的一阶导数，中间变量误差中间变量 设计虚拟控制器α1为： 式20中，增益k10； 将式20代入式19，得： 步骤2-3，定义误差误差其中，表示系统状态x2的观测估计值，α1f表示α1的滤波值，α1表示x2的虚拟控制器，表示系统状态x3的观测估计值，α2f表示α2的滤波值，α2表示x3的虚拟控制器，为保证跟踪误差z1有界，需保证误差z2有界，而为保证误差z2有界，则需保证误差z3有界，具体如下： 为简化控制器的设计流程，设计如下指令滤波器： 式22中，滤波增益τ20，表示α2f的一阶导数，α2的滤波误差e2＝α2f-α2，η2t表示恒为正的函数，且满足其中，ν表示积分变量，cc2表示任意常数，η2max表示恒正的常数，的上界l2＞0，表示l2的估计值； 的更新律为： 式23中，σ2表示正的增益； 对z2求导得： 设计虚拟控制器α2为： 式25中，增益k2＞0，α2a表示虚拟控制器α2的模型补偿项，α2s1表示虚拟控制器α2的线性鲁棒项，α2s2虚拟控制器α2的非线性鲁棒项； 将式25代入式24，得： 对z3求导得： 设计先导式多路阀的输入电压信号u为： 式28中，增益k30； 将式28代入27，得： 转入步骤3； 步骤3、运用李雅普诺夫稳定性理论进行考虑输出状态约束的非线性位置控制器的稳定性证明，得到系统跟踪误差稳定的结果。

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