一种非线性控制系统广义动态增广方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术提出了一种非线性控制系统广义动态增广方法、系统及设备，涉及非线性控制系统的技术领域。包括建立非线性方程系统模型其中x为n

【技术实现步骤摘要】
一种非线性控制系统广义动态增广方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及非线性控制系统的
，具体而言，涉及一种非线性控制系统广义动态增广方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]传统的非线性控制系统，一般都是基于仿射非线性系统来设计非线性控制器，如反馈线性化、滑膜控制、自适应控制等。而对一般非线性控制系统，除对一些特殊结构的非线性系统能够设计出相应非线性控制器外，通常的处理方法是将此类非线性系统在平衡点近似线性化，进而基于线性化之后的系统进行线性控制器设计。这样处理的弊端是，非线性系统的初值条件一般不能偏离平衡点太远，否则容易产生较大偏差，而导致线性化模型不再准确，导致线性控制器的控制效果变差，甚至会激发原系统的非线性特性，控制器失效，导致系统变得不稳定。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种非线性控制系统广义动态增广方法，其能够克服了应用传统的非线性控制方法不能对此类非线性系统设计控制器的问题。
[0004]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种非本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非线性控制系统广义动态增广方法，其特征在于，包括：建立非线性方程系统模型其中x为n
×
1状态变量，u为m
×
1控制输入变量；对所有时间t≥0，在预设区域内对所述非线性方程系统模型两边以时间进行求导得到如果对所述预设区域内所有x和u都有符合所述非线性方程系统模型，且在所述预设区域内可逆，根据得到解耦控制率消除非线性项获得状态线性化公式；并获得解耦控制率的离散化形式；给定初值选取时间步长Δt，利用积分法求出每一时刻的输入变量；对所有时间t≥0，如果非线性方程系统模型带入的值在预设区域内奇异，则控制率可通过重新定义输入值得到。2.如权利要求1所述的一种非线性控制系统广义动态增广方法，其特征在于，当所述非线性控制系统为输入输出非线性控制系统，进行输入状态线性化时，其非线性方程系统模型为对所有时间t≥0，在预设区域内，所述非线性方程系统模型两边以时间进行求导得到其中其中对所有时间t≥0，如果对预设区域Dx
×
Du中所有x和u都有g1(x，u)＝0，则所述非线性控制系统转化成与控制输入u无关，与所述非线性控制系统相矛盾；由此得出，对所有时间t≥0，在Dx
×
Du中至少存在某一点Du中至少存在某一点Du中至少存在某一点使得g1(x，u)≠0；对所有时间t≥0，如果g1(x，u)在区域Dx
×
Du内可逆，则解耦控制率表示为消除非线性项得到非线性控制系统输入状态线性化公式将所述解耦控制率以离散化形式的输入变量u得出同时给定初值x(0)＝x0，u(0)＝u0，选取时间步长Δt
i
＝t
i
‑
t
i
‑1；用积分法求出每一时刻t
i
的输入变量u
i
；对所有时间t≥0，如果g1(x，u)在区域Dx
×
Du内奇异，即Du内奇异，即的相对度小于m或rank(g1(x，u))＜m；则通过重新定义输入值或通过重新定义输出值进行系统反演。3.如权利要求1所述的一种非线性控制系统广义动态增广方法，其特征在于，当所述非线性控制系统为多输入多输出非线性控制系统，进行输入输出线性化时，其非线性方程系统模型转换为：y＝h(x，u)其中，x∈R
n
是状态变量，u∈R
m
是输入控制变量，y∈R
m
是输出变量；对所有时间t≥0，在
区域内，对y＝h(x，u)两边对时间进行求导得到其中其中对所有时间t≥0，如果Q1(x，u)在预设区域Dx
×
Du内可逆，则解耦控制率表示为消除非线性项得到第一非线性控制系统输入输出线性化状态线性化公式对所有时间t≥0，如果对预设区域Dx
×
Du中所有x和u都有Q1(x，u)＝0，则系y＝h(x，u)转化成与控制输入项u无关。对进行微分，并对继续进行微分，从而得到续进行微分，从而得到其中其中其中对所有时间t≥0，如果Q2(x，u)在预设区域Dx
×
Du内可逆，则解耦控制率表示为消除非线性项得到第二非线性控制系统输入输出线性化状态线性化公式对所有时间t≥0，如果对预设区域Dx
×
Du中所有x和u都有Q2(x，u)＝0，对重复进行求导，得到重复进行求导，得到如果Q
i
(x，u)满足Q
i
(x，u)＝0(i＝1，2，
…
，r
‑
1)以及Q
r
(x，u)≠0(r为正整数)，则输入不出现在关于的方程中，而只是出现在有关y
(r)
的方程中，由此得到的方程中，由此得到其中H
r
(x，u)∈R
m
，Q
r
(x，u)∈R
m
×
m
；对所有t≥0，在Dx
×
Du中的某一点使得Q
r
(x，u)≠0；对所有t≥0，如果Q
r
(x，u)在预设区域Dx
×
Du内可逆，则解耦控制率表示为消除非线性项得到第二非线性控制系统输入输出线性化状态线性化公式y
(r)
＝v；将＝v；将离散化形式的输入变量u得出离散化形式的输入变量u得出给定初始值x(0)＝x0，u(0)＝u0，y(0)＝h(x(0)，u(0))，选取时间步长Δt
j
＝t
j
‑
t
j
‑1，利用积分法求出每一时刻t
j
的输入变量u
j
；对所有t≥0，如果Q
r
(x，u)在区域Dx
×
Du内奇异，则控制率u设可以通过重新定义输入值或者通过重新定义输出值的系统反演得到。4.如权利要求1所述的一种非线性控制系统广义动态增广方法，其特征在于，当所述非线性控制系统采用多输入系统的滑膜控制，所述非线性方程系统模型变换为
其中，对所有时间t≥0，在区域内，不确定项||δ||≤γ(γ＞0)，预设δ对时间导数存在并且有界并预设δ的高阶导数存在；对所有t≥0，在区域对进行求导得到其中其中定义滑移面s为其中，e＝x
‑
x
d
，，x
d
为目标设定值，λ1，λ2为给定的常数正定矩阵；符号函数为对所有t≥0，如果g1(x，u)在区域Dx
×
Du内可逆，则解耦控制率表示为其中，选取k＝(ε+η)I，η＞0，得到滑移面方程定义李雅普诺夫函数其导数为s＝0，即得出是稳定的，跟踪误差收敛于零；将以离散化形式的输入变量u得出入变量u得出给定初值x(0)＝x0，u(0)＝u0，选取时间步长Δt
i
＝t
i
‑
t
i
‑1；利用积分法求出每一时刻t
i
的输入变量u
i
；对所有t≥0，如果q1(x，u)在区域Dx
×
Du内奇异，则控制率u通过重新定义输入值得到。5.如权利要求1所述的一种非线性控制系统广义动态增广方法，其特征在于，当所述非线性控制系统采用自校正控制时，所述非线性方程系...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡广地，
申请(专利权)人：四川嘉垭汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：