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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有未知磁滞的非线性系统的动态伪逆补偿控制方法。
技术介绍
1、近几十年来,基于新材料的执行器(电伺服马达、形状记忆合金、压电陶瓷等)被广泛地应用在高精密加工系统、低温超导领域和电子继电器电路等[1-3]。因为新材料的广泛应用,在执行器输入和输出之间形成了磁滞环。磁滞环具有记忆特性,表明系统的输入不仅取决于瞬时输入,还取决于其历史运行[4]。此外,磁滞环还具有非光滑、非线性和多值映射的特点[5],通常会导致传统的控制方法不准确或振荡,甚至不稳定。因此,对具有未知饱和磁滞输入的非线性控制系统,专利技术有效地控制方法是极具挑战的。
2、对于具有输入磁滞的非线性系统,在处理磁滞时一般有两种方法。第一种方法是通过构建一个磁滞逆补偿器或者估计的磁滞逆补偿器[1,4,6],将其级联在控制系统中来减弱磁滞的影响。如文献[7-8]都研究了基于kp(krasnoselskii-pokrovskii)模型的磁滞,为减小磁滞的影响,提高跟踪精度,[7]采用自适应递归算法辨识模型的密度参数对模型进行优化和磁滞逆补偿的构建,[8]则提出一种新kp模型表达式,并使用逆矩阵乘法结构(ims)构造了kp模型的逆。文献[1]针对只有输出可知的非线性压电陶瓷系统,提出了磁滞估计逆补偿输入量化控制方案,通过构造估计逆磁滞补偿器缓解压电陶瓷执行器中的迟滞非线性问题。根据[1,7-8]可知通过构建磁滞逆补偿器可以补偿控制系统中的磁滞影响,但是磁滞逆模型的构建是非常复杂的,对于一些综合性非线性系统,构建磁滞逆是极其困难,甚至无法构建。第二种方
3、然而,尽管已经取得了关于输入磁滞非线性系统研究的丰硕成果,但是如何设计出使输入磁滞非线性系统跟踪误差渐近收敛到零且能消除磁滞的影响仍为亟需解决的问题,其主要难点是怎样处理输入磁滞和系统中存在的各种误差。
4、
技术介绍
中,[1]zhang x,wang y,wang c,et al.adaptive estimated inverseoutput-feedback quantized control for piezoelectric positioning stage[j].ieeetransactions on cybernetics,2019,49(6):2106-2118.
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6、[3]zhang x,wang j,liu c.robust adaptive dynamic surface control formetal cutting system with hysteresis input[c].proceedings ofthe 11th worldcongress intelligent control and automatic,shenyang,china,2014.15341539.
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9、[6]zhou j,wen c,li t.adaptive output feedback control of uncertainnonlinear systems with hysteresis nonlinearity[j].ieee transactions onautomatic control,2012,57(10):2627-2633.
10、[7]zhou m,zhang y,ji k,et al.model reference adaptive control basedon kp model for magnetically controlled shape memory alloy actuators[j].jappl biomater funct mater,2017,15(suppl.1):e31-e37.
11、[8]li z,shan j,gabbert u.inverse compensation of hysteresis usingkrasnoselskii-pokrovskii model[j].ieee/asme transactions on mechatronics,2018,23(2):966-971.
12、[9]zhang x,lin y.an adaptive output feedback dynamic surface controlfor a class of nonlinear systems with unknown backlash-like hysteresis[j].asian journal of control,2013,15(2):489-500.
13、[10]zhang x,lin y,wang j.high-gain observer based decentralisedoutput feedback control for interconnected nonlinear systems with unknownhysteresis input[j].international journal ofcontrol,2013,86(6):1046-1059.
14、[11]liu z,lai g,zhang y,et al.adaptive neural control本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有未知磁滞的非线性系统的动态伪逆补偿控制方法,其特征在于,包括步骤:
2.根据权利要求1所述的具有未知磁滞的非线性系统的动态伪逆补偿控制方法,其特征在于,所述S1,所述选取具有未知参数且具有未知磁滞输入的不确定非线性系统,具体包括:
3.根据权利要求2所述的具有未知磁滞的非线性系统的动态伪逆补偿控制方法,其特征在于,所述S2、基于运转算子模型,构建基于辅助滤波器的PI磁滞动态伪逆补偿器,并级联到不确定非线性系统,实时在线补偿输入磁滞的影响,具体包括:
4.根据权利要求3所述的具有未知磁滞的非线性系统的动态伪逆补偿控制方法,其特征在于,所述饱和PI磁滞模型中,r∈[0,R]=[0,100],u=1.5sin(5πt)+cos(1.5πt),t∈[0,2π]。
5.根据权利要求3所述的具有未知磁滞的非线性系统的动态伪逆补偿控制方法,其特征在于,所述S3中,所述基于正时变积分函数,构建动态面控制器,来处理不确定非线性系统的虚拟控制律,使跟踪误差渐近收敛到零,具体包括:
6.根据权利要求5所述的具有未知磁滞的非线性系统
7.根据权利要求1所述的具有未知磁滞的非线性系统的动态伪逆补偿控制方法,其特征在于,所述S4、利用李雅普诺夫稳定性理论以及Barbalat定理,进行稳定性分析,具体包括:
8.根据权利要求1所述的具有未知磁滞的非线性系统的动态伪逆补偿控制方法,其特
...【技术特征摘要】
1.一种具有未知磁滞的非线性系统的动态伪逆补偿控制方法,其特征在于,包括步骤:
2.根据权利要求1所述的具有未知磁滞的非线性系统的动态伪逆补偿控制方法,其特征在于,所述s1,所述选取具有未知参数且具有未知磁滞输入的不确定非线性系统,具体包括:
3.根据权利要求2所述的具有未知磁滞的非线性系统的动态伪逆补偿控制方法,其特征在于,所述s2、基于运转算子模型,构建基于辅助滤波器的pi磁滞动态伪逆补偿器,并级联到不确定非线性系统,实时在线补偿输入磁滞的影响,具体包括:
4.根据权利要求3所述的具有未知磁滞的非线性系统的动态伪逆补偿控制方法,其特征在于,所述饱和pi磁滞模型中,r∈[0,r]=[0,100],u=1.5sin(5πt)+cos(1.5πt)...
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