Asymptotically Robust Control with Force Allocation for Electro-hydrostatic Dual-cylinder Erection System of Special Vehicles

ZHU Weilin; YANG Xiaowei; YU Xiaochuan; DENG Wenxiang; LI Lan; YAO Jianyong

doi:10.12382/bgxb.2026.0177

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Asymptotically Robust Control with Force Allocation for Electro-hydrostatic Dual-cylinder Erection System of Special Vehicles

更新时间：2026-08-18

- Asymptotically Robust Control with Force Allocation for Electro-hydrostatic Dual-cylinder Erection System of Special Vehicles
- ACTA ARMAMENTARII Pages: 1-16(2026)
- 作者机构：
  
  1.南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094
  2.北京航天发射技术研究所，北京100076
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12382/bgxb.2026.0177
  CLC： TJ768.2
- CSTR：XXXXX.XX.XXX.2026.0177
- Received：26 February 2026，
  
  Revised：2026-06-22，
  
  Accepted：09 July 2026，
- 稿件说明：
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ZHU Weilin, YANG Xiaowei, YU Xiaochuan, et al. Asymptotically Robust Control with Force Allocation for Electro-hydrostatic Dual-cylinder Erection System of Special Vehicles[J/OL]. ACTA ARMAMENTARII, 2026, 1-16.
DOI：

ZHU Weilin, YANG Xiaowei, YU Xiaochuan, et al. Asymptotically Robust Control with Force Allocation for Electro-hydrostatic Dual-cylinder Erection System of Special Vehicles[J/OL]. ACTA ARMAMENTARII, 2026, 1-16. DOI： 10.12382/bgxb.2026.0177. CSTR： XXXXX.XX.XXX.2026.0177.

摘要

为提升特种车辆起竖系统的控制精准性和双缸协同性，针对电静液驱动的多连杆双缸起竖系统的非线性、匹配和不匹配不确定性以及力纷争问题，提出一种基于光滑非线性函数鲁棒反馈的电静液双缸起竖系统渐近鲁棒力分配控制（Asymptotically Robust Control method with Force Allocation，ARCFA）方法。考虑起竖机构运动学、不平衡旋转动力学和泵控系统压力流量动态，建立电静液双缸起竖系统的状态空间模型；融合基于模型的前馈补偿和光滑可积函数的非线性鲁棒反馈项设计渐近鲁棒控制律，有效衰减系统的未建模扰动，同时结合旋转动力学方程设计力分配策略，抑制负载不均衡分布引起的力纷争和固有偏差；基于Lyapunov稳定性理论证明电静液双缸起竖系统的渐近跟踪性能。通过中速和快速工况下的起竖对比试验，验证所提方法的有效性。试验结果表明：偏载中速和快速起竖工况下ARCFA控制策略的跟踪精度分别为0.067 2°和0.087 9°，协同精度分别为0.022 3°和0.023 2°，相比于其他控制策略，获得了最优的起竖跟踪性能和双缸协同性能。

Abstract

To improve the control accuracy and dual-cylinder synchronization of the erection system of special vehicles， an asymptotically robust control with force allocation （ARCFA） method based on a smooth nonlinear function robust feedback term is proposed for the electro-hydrostatic dual-cylinder erection system. In this method， the nonlinearities， matched and unmatched uncertainties， as well as force fight issues for the electro-hydrostatic-driven multi-link dual-cylinder erection system are taken into account. A state-space model of the electro-hydrostatic dual-cylinder erection system is established by considering the kinematics of erection mechanism， the unbalanced rotational dynamics， and the pressure-flow dynamics of pump-controlled system. An asymptotically robust control law is designed by integrating the model-based feedforward compensation and the nonlinear robust feedback term of a smooth integrable function， which effectively attenuates the unmodeled disturbances of the system. Meanwhile， a force allocation strategy is designed based on the rotational dynamics equation to suppress the force fight and inherent deviation caused by the uneven distribution load. The asymptotic tracking performance of the electro-hydrostatic dual-cylinder erection system is proved based on the Lyapunov stability theory. The effectiveness of the proposed method is verified through the comparative erection experiments under the medium-speed and rapid-speed working conditions. The experiment results reveal that the ARCFA method achieves the tracking accuracies of 0.067 2° and 0.087 9°， respectively， and the synchronization accuracies of 0.022 3° and 0.023 2°， respectively， under the medium-speed and rapid-speed erection working conditions. Compared with other control methods， the proposed method achieves the optimal erection tracking performance and dual-cylinder synchronization performance.

关键词

Keywords

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