申请/专利权人：杭州电子科技大学

申请日：2023-02-15

公开（公告）日：2023-12-26

公开（公告）号：CN115981165B

主分类号：G05B13/04

分类号：G05B13/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.12.26#授权;2023.05.05#实质审查的生效;2023.04.18#公开

摘要：本发明公开了一种高阶非严格反馈非线性系统全局自适应跟踪控制方法。本发明针对一类高阶不确定非严格反馈非线性系统，提出一种基于双动态增益补偿的全局自适应实际跟踪控制方法。首先，通过引入动态增益补偿不确定非线性项，提出关于非线性函数的合理假设，且无需将其限制在一个紧集中。其次，在控制设计过程中引入一种新的双动态增益缩放方法，并结合增加幂积分技术及符号函数技术，递归地构建出一个鲁棒自适应控制器，从而实现一类高阶不确定非严格反馈非线性系统的全局自适应实际跟踪控制。经理论证明与仿真验证，本发明所提出的控制方案可以保证系统所有状态均全局有界，同时保持较小的跟踪误差。

主权项：1.一种高阶非严格反馈非线性系统全局自适应跟踪控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1、系统模型建立针对包含未知控制系数及不确定参数的高阶非严格反馈非线性系统建立n维状态空间模型： 其中，为系统状态，表示n维向量集合；分别为系统输入、输出，表示实数集；为系统的幂次，表示两个正奇数比值大于或等于1的实数集；fi·表示非线性函数，θ为未知正实数；dit为未知非零时变函数，表示系统的控制系数；为外界扰动，且满足C为正实数；对系统1施以下述假设：Lt、Mt均为动态增益，满足LtMt≥1，r1＝1，k1＝1，l1＝-2，j＝1,...,n；控制系数dit符号已知且恒定，且满足dN≤|dit|≤dM，dN、dM为未知正实数；参考信号yrt连续可导，且满足|yrt|≤A，A、B为未知正实数，系统跟踪误差可表示为yt-yrt；步骤2、引入基于双动态增益的模型坐标变换引入公式2所示的坐标变换，将步骤1中建立的n维状态空间模型改写为公式3所示的形式： 其中，进一步引入公式4所示的变换： 其中，λi表示虚拟控制律，ξi表示虚拟误差；ρi为正实数，将在步骤3对其进行选择；步骤3、自适应跟踪控制器构建基于增加幂积分技术，符号函数技术及不等式缩放方法，选取n个关于跟踪误差及虚拟误差的Lyapunov函数，递归地对自适应控制器进行构建，具体步骤如下：s3.1、选择第1个Lyapunov函数对其求导，并且定义虚拟控制律可以得到： s3.2、假设存在一个正定的Lyapunov函数和一系列的正实数γ1,…,γk-1、μ1,1,…,μ1,k、μ2,1,…,μ2,k使得公式6成立： 其中表示存在连续一阶导数的函数集合；选择第k个Lyapunov函数对其求导，并且基于增加幂积分技术和不等式缩放可以得到： s3.3、选择第n个Lyapunov函数Vn＝γn-1Vn-1+Un，并且定义控制器及动态增益M分别为： 将公式8、9带入公式7，并通过不等式缩放可得： 其中，S、E、H均为正实数；s3.4、选择类Lyapunov函数其中表示估计误差；表示未知正实数θ的估计值；ω为自适应律的增益系数，且ω0；定义自适应律及第动态增益L分别为： 其中，σ表示修正参数，且σ0；将公式11、12带入公式10，可以得到： 至此，控制器设计已完成。

全文数据：

权利要求：

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