一种基于非合作博弈的带式输送机控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于非合作博弈的带式输送机控制方法，属于自动控制技术领域，具体包括如下步骤：S1，建立模糊带式输送机模型。S2，将控制目标的速度视为约束，并结合动力学模型提出鲁棒控制设计。S3，构造基于非合作博弈的控制参数优化问题。S4，对系统进行仿真，进行鲁棒控制验证以及最佳参数验证。本发明专利技术的技术方案克服现有技术中不能够补偿输送机控制系统中不确定性的影响，同时不能使系统快速稳定并精确控制输送机速度的问题。定并精确控制输送机速度的问题。定并精确控制输送机速度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非合作博弈的带式输送机控制方法


[0001]本专利技术涉及自动控制
，具体涉及一种基于非合作博弈的带式输送机控制方法。

技术介绍

[0002]带式输送机启动是整个运输过程的重要组成部分，控制力不合适会降低带式输送机的实际使用寿命，增加能量损失。因此，对带式输送机启动过程中的速度控制进行研究是工程实践所必需的。
[0003]实现带式输送机启动过程中速度控制的基础是建立真实有效的动力学模型。为了满足启动时的高控制要求，需要精确地描述负载、刚度、阻尼和摩擦等不确定性。在皮带的速度控制领域中，不同的案例采用了多种方法，其中最常用的方法是概率论，而本文采用了模糊集合理论。根据该理论，不确定性被解释为发生的程度，这样更能反映不确定性的本质。
[0004]此外，实现带式输送机速度控制的关键是控制器的设计。现有技术还没有对带式输送机速度进行控制的相关研究。因此，现需要一种能够补偿不确定性的影响、使系统快速稳定并精确控制输送机速度的基于非合作博弈的带式输送机控制方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非合作博弈的带式输送机控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1，建立模糊带式输送机模型；S2，将控制目标的速度视为约束，并结合动力学模型提出鲁棒控制设计；S3，构造基于非合作博弈的控制参数优化问题；S4，对系统进行仿真，进行鲁棒控制验证以及最佳参数验证。2.根据权利要求1所述的一种基于非合作博弈的带式输送机控制方法，其特征在于，步骤S1具体包括如下步骤：S1.1，考虑存在两个驱动轮和一个皮带张紧轮带式输送机系统，并将系统划分为六个子系统，可得六个子系统的动态模型，如公式（1）所示：；；；；； （1）；其中分别为各子系统的位移、速度、加速度和摩擦力，控制输入为, , ，分别表示各子系统的刚度系数、阻尼系数和质量；S1.2，将动态模型(1)用矩阵形式表示，其中，表示控制输入矩阵，、、、、为特殊矩阵，可分别表示为：
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（2）；
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（3）；
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（4）；
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（5）；
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（6）；
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（7）；S1.3，在模型中考虑不确定性，包含不确定性的动态模型为：（8）；其中为未知时变参数，为维实数集；S1.4，给出所需约束条件：
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（9）；其中表示一阶约束矩阵的第行第列的元素为一阶约束矩阵的第个分量，且，包括所有，且，为正整数可以得到式（9）的矩阵形式，如公式（10）：
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（10）；其中；S1.5，假设式（10）足够光滑可以对进行微分，则二阶约束可以表示为：
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（11）；公式（11）的矩阵形式为：
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（12）；其中，为二阶约束矩阵的第个分量，，。3.根据权利要求1所述的一种基于非合作博弈的带式输送机控制方法，其特征在于，步骤S2具体包括如下步骤：S2.1，考虑无不确定约束力的情况：对于不存在不确定性和约束的系统（8），约束力可表示为：（13）；为了简化上式，其中，且上标“+”表示Moore
‑
Penrose广义逆；S2.2，考虑不确定约束力的情况：由于不确定性未知，将，，和分解为：；；；
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（14）；其中不确定的部分用、、、表示，，，，对应不确定度，且矩阵,,,,,,和都是连续的；S2.3，令，则；（15）；
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（16）；其中表示不考虑不确定性时的控制器，表示控制器中用来补偿系统初始条件不相容问题的一项，表示名义加速度，且为正常数。4.根据权利要求2所述的一种基于非合作博弈的带式输送机控制方法，其特征在于，步骤S2还包括如下步骤：S2.4，提出向量和已知函数有：
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（17）；其中，为正实数集，是一个未知常数，为与不确定性边界有关的参数，然后给出控制设计为：（18）；
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（19）；其中表示控制器中用来补偿不确定性的一项，表示以时间为变量的控制，为正可调控制参数；且有：
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（20）；
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（21）；其中表示速度误差相关的参数，表示所需约束的接近程度，表示一已知函数，且对于每个函数都是已知的，表示期望的约束条件；S2.5，基于Lyapunov极大极小方法进行分析，选取Lyapunov函数为：
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（22）；其中表示所选取的Lyapunov函数；通过求导计算可得：
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【专利技术属性】
技术研发人员：李晨鸣，张东岳，宗成国，张媛，李琦颖，于蓉蓉，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：