【技术实现步骤摘要】
：本专利技术是非线性系统扰动与状态观测器构建与设计方法，适用于多自由度机械臂、复杂机电系统等多输入多输出非线性系统的状态量的观测，属于现代控制理论研究领域。技术背景：能够实时获得精确的状态信息是对系统进行有效控制和监测的必要条件。当系统中存在未知参数、不确定干扰、控制参数不满足匹配条件和模型误差时，控制器只能获得部分准确的系统信息和参数，从而使系统对状态量的观测产生误差。对于实际的复杂耦合非线性系统如移动机器人控制系统、机械臂控制系统、电机控制系统等而言，误差的存在会使系统的运行和控制性能受到很大的限制。针对非线性系统，最早的尝试是采用渐进式观测器，该观测器通过坐标变换将非线性系统转换为线性可观系统，然后采用线性观测器方法实现对非线性系统状态的观测，但方法都有严格的外在条件限制，适用范围有限。采用Lyapunov函数构建非线性系统观测器是对非线性系统进行观测的有效方法，但其反馈增益仅能在满足收敛的充要条件下才能获得，且不能直接通过计算得到，且单纯的Lyapunov观测器不能有效估计由于系统参数变化和外部干扰所带来动态性能的变化。滑模观测器是理想的非线性系统的...
【技术保护点】
一种非线性多输入多输出系统混合式观测器构建方法，其特征在于，多输入多输出非线性系统A：式中是系统A的状态变量,是系统A的状态变量微分信号；f(x)、G(x)均为不确定的光滑向量函数；为输入向量，t为时间；是可测的输出向量，h(x)＝[h1(x),h2(x),…hm+1(x)]T，h(x)为不确定的光滑向量函数；用高反馈增益和高阶滑模项的非线性多输入多输出系统混合式观测器构建步骤如下：第一步多输入多输出非线性系统坐标变换与系统分解在新的坐标系下进行坐标变换，可得系统A在新坐标系下的多输入多输出系统标准形式：其中(2)式由2个子系统ξ和η组成且子系统都有输入/输出结构；通过对ξ...
【技术特征摘要】
1.一种非线性多输入多输出系统混合式观测器构建方法，其特征在于，多输入多输出非线性系统A：式中是系统A的状态变量,是系统A的状态变量微分信号；f(x)、G(x)均为不确定的光滑向量函数；为输入向量，t为时间；是可测的输出向量，h(x)＝[h1(x),h2(x),…hm+1(x)]T，h(x)为不确定的光滑向量函数；用高反馈增益和高阶滑模项的非线性多输入多输出系统混合式观测器构建步骤如下：第一步多输入多输出非线性系统坐标变换与系统分解在新的坐标系下进行坐标变换，可得系统A在新坐标系下的多输入多输出系统标准形式：其中(2)式由2个子系统ξ和η组成且子系统都有输入/输出结构；通过对ξ和η的观测可实现对原系统A状态量x的观测；第二步.鲁棒混合式观测器的设计对于(4)式所示系统.ξ子系统可以看成M个ξi,且每一阶都有微分结构.未知输入量仅会作用于的ξ子系统的最高阶方程，此时连续且包含高阶滑模微分算法的滑模观测器可以有效地对该类子系统进行观测.一旦滑模面能够达到，则η子系统的未知输入量可以用标称动态系统替代，从而确保η的子系统有一致的可观性；基于可测输出量的高增益线性反馈项的设计将确保观测误差渐进收敛于滑模面；2.1滑模反馈项的设计定义滑模变量σi的导数可以下面的高阶滑模微分估算得到：z·0i=v0iv0i=-λ0i|z0i-σi|(ri-1)/risign(z0i-σi)+z1iz·0i=v1iv1i=-λ1i|z1i-v0i|(ri-2)/(ri-1)sign(z0i-v0i)+z2i...z·ri-2i=vri-2ivri-2i=-λri-2i|zri-2i-vri-3i|1/2sign(zri-2i-vri-3i)+zri-2iz·ri-1i=-λri-1i|zrr-1i-vri-2i|---(3)]]>选择合理的正常数经过有限时间的暂态过程后，可得下面的等式zki-σi(k)=0,∀k=1,...,ri-1,∀i=1,...,m---(4)]]>式中是σi的k阶导数.可得高阶滑模项：uri=-ρiΓk,ri(z0i,z1i,...,zri-1i),∀i=1,...,m---(5)]]>其中k＝0,1,…,ri-1，由下面公式计算得到γ0,ri=z0i,N0,ri=|z0i|,Γ0,ri=γ0,ri/N0,ri=sign(z0i)γk,ri=zki+βkiNk-1,ri(...
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