一种基于极点配置的反步控制方法技术

一种基于极点配置的反步控制方法，属于非线性系统控制领域。为了解决目前反步控制方法不能对闭环系统的瞬态响应进行分析和设计的问题。本发明专利技术所述首先针对被控对象建立n维非线性系统状态空间模型；根据系统的状态变量x1和目标信号构建误差变量z1，针对i＝2,3,

【技术实现步骤摘要】
一种基于极点配置的反步控制方法


[0001]本专利技术属于非线性系统控制
，具体涉及一种基于极点配置的反步控制方法。

技术介绍

[0002]反步控制是非线性系统控制领域中比较流行的控制方法，该方法的基本思想是将复杂的非线性系统分解成不超过系统阶数的子系统，利用李雅普诺夫稳定性判据为每个子系统设计虚拟控制函数，一直“后退”到整个系统，最后完成控制律的设计。目前，反步控制方法已被广泛应用于机器人控制系统、飞行器控制系统、航天器控制系统等，关于反步法的设计细节可以参考中国专利技术专利CN112631126A、中国专利技术专利CN111965972A以及中国专利技术专利CN110081046A。值得指出的是在以李雅普诺夫稳定性判据为理论基础的控制方法中，我们一般只能得到系统的稳定性，即系统的稳态响应，而很难分析系统的瞬态响应性能，例如超调量、调节时间、上升时间、阻尼比等。系统瞬态响应对于控制系统是十分重要的，例如在精加工行业对于数控机床的控制，超调量是一个十分重要的性能指标；在化学反应控制系统中，温度的超调量要尽可能的小；在汽车转速控制系统中，又本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于极点配置的反步控制方法，其特征在于，针对于被控对象，建立n维非线性系统状态空间模型，基于利用极点配置设计好的控制器参数对应的控制器u进行控制；被控对象为临界阻尼系统或者欠阻尼系统；所述的控制器u的设计过程包括以下步骤：步骤一、建立n维非线性系统状态空间模型，该系统中有n个状态变量x
i
，1个控制输入以及一个给定的目标信号y
d
；步骤二、根据系统的状态变量x1和目标信号y
d
构建误差变量z1；针对i＝2,3,
…
,n,，根据系统的状态变量x
i
和待设计的虚拟控制函α
i
‑1构建误差变量z
i
；步骤三、利用步骤二中定义的误差变量建立误差系统模型，利用反步法设计虚拟控制函数；步骤四、将步骤三中设计的虚拟控制函数代入误差系统模型，得到新的误差系统模型；步骤五、基于新的误差系统模型，利用极点配置设计控制器u；步骤六、利用极点配置设计控制器参数。2.根据权利要求1所述一种基于极点配置的反步控制方法，其特征在于，步骤一中，建立的n维非线性系统的状态空间模型具体形式为：其中，x1,x2,
…
,x
n
代表系统的状态变量，代表系统状态变量x1,x2,
…
,x
n
的一阶导数，y为系统输出；f
i
(x1,x2,
…
,x
i
)和f
n
(x1,x2,
…
,x
n
)为已知的非线性光滑函数，简记为f1,f2,
…
,f
n
；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使系统输出跟踪给定的目标信号y
d
。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓龙，杨学博，李湛，高会军，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：