申请/专利权人：哈尔滨工业大学

申请日：2021-11-24

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN114035436B

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：2024.04.02#授权;2022.03.01#实质审查的生效;2022.02.11#公开

摘要：一种基于饱和自适应律的反步控制方法、存储介质及设备，属于非线性系统控制技术领域。为解决目前自适应反步控制方法不能处理系统中的未知非线性函数的问题以及现有的饱和控制存在不平滑的问题。本发明针对于被控对象，建立二维非线性系统状态空间模型，二维非线性系统中存在两个状态变量；然后根据系统的状态变量x1和目标信号构建误差变量z1，根据状态变量x2和待设计的虚拟控制函α1构建误差变量z2，设计李雅普诺夫函数并对时间求一阶导数，然后基于李雅普诺夫函数的一阶导数，设计虚拟控制函数α1以及控制输入u，并最终设计得到饱和自适应律。主要用于非线性系统的控制。

主权项：1.一种基于饱和自适应律的反步控制方法，其特征在于，针对于被控对象，建立二维非线性系统状态空间模型，利用饱和自适应律对被控对象进行控制；所述被控对象为电机系统，对应的系统状态变量x1,x2为电机系统的转角和转速，为电机系统的转速和角加速度，系统输出y为电机系统转角；所述的饱和自适应律的设计过程包括以下步骤：步骤一、针对于被控对象，建立二维非线性系统状态空间模型，建立的二维非线性系统的状态空间模型具体形式为： 其中，x1,x2代表系统的状态变量，代表系统状态变量x1,x2的一阶导数，y为系统输出，f为系统未知的非线性光滑函数，d为系统外部未知扰动，u表示系统控制输入信号，控制目的为设计系统控制输入u使系统输出y跟踪给定的目标信号；所述二维非线性系统的状态空间模型1的解存在且唯一；未知非线性光滑函数f及其一阶二阶导数满足其中为大于零的常数；目标信号yd及其一阶二阶导数有界；步骤二、根据系统的状态变量x1和目标信号yd，以及系统的状态变量x2和待设计的虚拟控制函α1分别构建误差变量z1及z2；误差变量z1和z2如下： 其中，α1表示待设计的虚拟控制函数；虚拟控制函数α1如下 其中，k1为大于零的常数；步骤三、利用步骤二中得到的误差变量z1和z2设计李雅普诺夫函数V，李雅普诺夫函数步骤四、对步骤三中的李雅普诺夫函数V对时间求一阶导数得到李雅普诺夫函数V对时间求一阶导数为： 其中，表示虚拟控制函数α1的一阶导数；步骤五、根据李雅普诺夫函数的一阶导数设计虚拟控制函数α1，并基于虚拟控制函数α1设计控制输入u： 其中，表示虚拟控制函数α1的一阶导数，为未知非线性函数f的估计，k2为大于零的常数；函数为饱和函数； 函数为饱和函数，定义如下： 其中，常数c满足步骤六、基于李雅普诺夫函数的一阶导数及虚拟控制函数α1以及控制输入u最终设计得到饱和自适应律；饱和自适应律设计如下： 滤波器输出 其中，μ1,μ2,μ3为大于零的常数，η为大于零的常数，s为滤波器状态变量。

全文数据：

权利要求：

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