基于数据驱动的五自由度天车自抗扰滑模控制方法及系统技术方案

技术编号:42458015 阅读:21 留言:0更新日期:2024-08-21 12:47
本发明专利技术涉及五自由度天车系统技术领域,具体涉及基于数据驱动的五自由度天车自抗扰滑模控制方法及系统,方法包括如下步骤:建立五自由度天车系统状态空间模型;设计跟踪微分器用于提取参考轨迹的位移及其微分信号,同时扩大参数整定范围,抑制微分信号噪声;构建扩张状态观测器用于实时估计天车位移和摆动角度及其总扰动信号;基于广义耦合误差信号设计滑模控制器,结合微分器和观测器构成复合自抗扰滑模控制器,实现扰动补偿;通过数据驱动的鲁棒迭代学习控制器反复迭代修正控制输入,提高控制精度,改善系统鲁棒性;基于数据驱动的自抗扰滑模控制器对五自由度天车系统进行定位和消摆控制,提高了天车系统的鲁棒性,具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及五自由度天车系统,具体涉及基于数据驱动的五自由度天车自抗扰滑模控制方法及系统


技术介绍

1、天车是一种典型的欠驱动非线性系统。目前,天车操作方式主要包括两种,即人工操作或遥操作,存在自动化和智能化程度低,作业效率低、负载摆动抑制能力差、培训熟练操作人员耗时长等缺点。因此,针对天车系统设计精度高、鲁棒性强的自动控制方法迫在眉睫。

2、研究人员针对天车系统设计了行之有效的控制方法。根据是否需要实时状态反馈,可将现有方法大致分为开环控制方法以及闭环控制方法两类。开环控制方法虽然具有结构简单,易于工程实现,但无法克服外部扰动对系统的破坏行为,甚至发生失控现象。闭环控制方法由于对扰动不敏感、可实时反馈调节等优点,因而提供更好的控制性能。

3、现有的闭环方法,主要包括滑模控制方法,模型预测控制方法,神经网络控制方法,基于能量整形的控制方法,自适应控制方法等,均用来增强天车系统的鲁棒性和控制品质。然而,仍存在两大不足之处:

4、1.目前所设计的控制方法绝大部分是针对二自由度(缆绳长度固定)或三自由度(缆绳长度时变)系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于数据驱动的五自由度天车自抗扰滑模控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于数据驱动的五自由度天车自抗扰滑模控制方法,其特征在于,根据拉格朗日方法进行动力学建模,五自由度天车动力学模型如下:

3.根据权利要求2所述的基于数据驱动的五自由度天车自抗扰滑模控制方法,其特征在于,所述跟踪微分器为三阶非线性跟踪微分器,其构建形式如下:

4.根据权利要求3所述的基于数据驱动的五自由度天车自抗扰滑模控制方法,其特征在于,所述扩张状态观测器包括位移观测器及角度观测器;

5.根据权利要求3或4所述的基于数据驱动的五自由度天...

【技术特征摘要】

1.一种基于数据驱动的五自由度天车自抗扰滑模控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于数据驱动的五自由度天车自抗扰滑模控制方法,其特征在于,根据拉格朗日方法进行动力学建模,五自由度天车动力学模型如下:

3.根据权利要求2所述的基于数据驱动的五自由度天车自抗扰滑模控制方法,其特征在于,所述跟踪微分器为三阶非线性跟踪微分器,其构建形式如下:

4.根据权利要求3所述的基于数据驱动的五自由度天车自抗扰滑模控制方法,其特征在于,所述扩张状态观测器包括位移观测器及角度观测器;

5.根据权利要求3或4所述的基于数...

【专利技术属性】
技术研发人员:王守瑞芮执元靳伍银王安陈文科
申请(专利权)人:兰州理工大学
类型:发明
国别省市:

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