机械工程学报

作者：陈其怀, 郑镠清, 林添良, 李钟慎, 任好玲, 付胜杰

单位：1. 华侨大学机电及自动化学院 厦门 361021;2. 福建省移动机械绿色智能驱动与传动重点实验室 厦门 361021

关键词：工程机械,回转,电驱动,模型参考自适应控制,扰动观测器；

基金：国家重点研发计划(2023YFB3406603)、国家自然科学基金(52275055&52175051)、福建省高校产学研联合创新(2022H6007&2022H6028)和厦门市重大科技计划(3502Z20231013)资助项目。

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%。

来源：2025年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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