部分参数已知的二阶不确定滞后结构的自适应控制方法
专利汇可以提供部分参数已知的二阶不确定滞后结构的自适应控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种部分参数已知的二阶不确定滞后结构的自适应控制方法，提供 基座 和设于其上的 超 声波 电机 ， 超声波 电机一侧 输出轴 与光电 编码器 连接，另一侧输出轴与 飞轮 惯性负载连接，飞轮惯性负载的输出轴经 联轴器 与 力 矩 传感器 连接，光电编码器、力矩传感器的 信号 输出端分别接至控制系统。该控制系统由反步 控制器 和电机组成，整个控制器的系统建立在反步计算的 基础 上，从而能获得更好的控制效能。本发明不仅控制准确度高，而且装置结构简单、紧凑，使用效果好。，下面是部分参数已知的二阶不确定滞后结构的自适应控制方法专利的具体信息内容。
1.一种部分参数已知的二阶不确定滞后结构的自适应控制方法，提供基座和设于基座上的超声波电机，其特征在于：所述超声波电机一侧输出轴与光电编码器相连接，另一侧输出轴与飞轮惯性负载相连接，所述飞轮惯性负载的输出轴经联轴器与力矩传感器相连接，所述光电编码器的信号输出端、所述力矩传感器的信号输出端分别接至控制系统；所述控制系统建立在反步控制的基础上，使用更新定律来估计涉及滞后效应和外部干扰的结果，使用反步算法来控制电机转子的旋转角度，再通过计算转子的旋转角度间接控制电机的速度，从而获得更好的控制效能；具体实现方法如下：
超声波电机驱动系统的动态方程可以写为：
其中m是未知的正参数，c是不确定参数，Φ表示非线性分量，f(t)是未知的外部干扰，u(t)是控制输入；在结构体系中，m和c分别为质量和阻尼系数，恢复力Φ表示压电材料的滞后行为，x为位置，u(t)为由适当的致动器f(t)提供的主动控制力，其被描述为f(t)＝-ma(t)，其中a(t)是振动加速度；
恢复力Φ以下列形式描述:
Φ(x,t)＝αkx(t)+(1-α)Dkz(t) (5-4)
其中，x表示位置，z表示滞后部分辅助变量，分别作用在压电材料上，在x和z之间有滞后关系，参数A，β和λ控制滞后曲线的长度、宽度和滞回区间的大小，n是一个整数，由实验数据确定；
该模型通过弹性分量αkx(t)和滞后分量(1-α)Dkz的叠加代表恢复力Φ(x,t)，其中D>0产生恒定位移，α为预产量比率；k表示弹性分量的弹性系数,滞后部分涉及辅助变量z，它是非线性第一阶非线性方程(5-5)的解；
从非线性第一阶非线性方程(5-5)，有
构造一个正的李亚普诺夫函数Vz＝z(t)2/2；考虑A>0的情况，有以下三种可能性：
*P1:β+λ＞0和β-λ≥0
*P2:β+λ＞0和β-λ＜0
(5-7)
*P3:β+λ≤0
关注情况P1，设置Q1:＝{x≥0且z≥0}，并将VQ1表示为集合Q1中Lyapunov函数VZ的导数的表达式，有 因此， 类似地，对于|z|≥z0， 其中
另外设置 和 的情况下，得出了同
样的结论；对于 的所有可能的迹象和z，有|z|≥z0；得出结论：z(t)是每一个有界的分段函数x和每个初始条件z(0)；z(t)的界限可以得出如下：
如果z的初始条件为|z(0)|≤z0，则|z|≤z0，t≥0；
如果z的初始条件为z(0)≥z0，则|z|≤z(0)，t≥0；
通过考虑 的区域中的 来
转向情况
1
按照类似的论点，可以表明，对于满足|z(0)|≤z的初始状态z(0)，Vz≤0；对于情况P1进行相同的分析，可以看到z大于0，，若x意味着有界的区域，在这种情况下，z(t)为空；
对于A<0和A＝0和a的情况，可以进行类似的分析，从分析得出的结论总结在以下引理：
考虑非线性第一阶非线性方程(5-5)，那么对于任何分段连续信号x和 输出z(t)是全局有界的，只有当非线性第一阶非线性方程(5-5)的参数满足不等式β＞|λ|时，控制目标是设计一个反步自适应控制律；
·闭环有界
·在瞬态过程中，跟踪误差x(t)-yr(t)都是任意小的周期和稳态通过明确选择设计参数，其中yr(t)是已知的有界参考信号；
假设模型参数的先验信息是可用的，因此，进一步利用了控制器设计中的模型结构来提高系统性能；
非线性恢复力Φ(x，t)可以参数化如下：
Φ(t)＝θ1x(t)+θ2z(t)
其中θ1＝αk和θ2＝(1-α)DK是不确定参数；
假设参数A,β,D,λ在一些已知的间隔内，通过上述假设，可以使用等式生成信号其中A0,β0,D0,λ0在已知间隔内，对于这个 将Φ(x,t)与 近似为
可以证明 是有界的；由于 所以 也是有界的，估计
然后，用以下形式重写方程
其中x1＝x， 是不确定参数的常数向量，
以下给出结果控制方法：
其中c1，c2，γ和γf为待设计的正参数，Γ是一个待设计的正定矩阵， 是待设计矩阵， 是θ、m、F的估计； 是 的一阶导数；u是控制输入；
是控制中间变量，sign()是符号函数，是给定与输出值的跟踪误差、 是给定与虚拟控制的误差、α1是虚拟控制的中间变量， 是已知有界参考信号的二阶导数，yr(t)是已知的有界参考信号；
可以确定 x，θ，m，F都是有界的；可以得到系统稳定性和性能的结果如下：
考虑不确定的动态方程(1)；随着控制器和参数更新法，以下条件需要具备：
·所产生的闭环系统是全局统一的极限；
·实现渐近跟踪，即
·瞬态位移跟踪误差性能由下式给出
·瞬态速度跟踪误差性能由下式给出
由于在设计中使用一些可用的结构信息，并且滞后的剩余效应被视为具有未知界限的有界扰动，使用更新定律来估计涉及滞后效应和外部干扰的结果，使用反步算法来控制电机转子的旋转角度，再通过计算转子的旋转角度间接控制电机的速度。
2.根据权利要求1所述的部分参数已知的二阶不确定滞后结构的自适应控制方法，其特征在于：所述控制系统包括超声波电机驱动控制电路，所述超声波电机驱动控制电路包括控制芯片电路和驱动芯片电路，所述光电编码器的信号输出端与所述控制芯片电路的相应输入端相连接，所述控制芯片电路的输出端与所述驱动芯片电路的相应输入端相连接，以驱动所述驱动芯片电路，所述驱动芯片电路的驱动频率调节信号输出端和驱动半桥电路调节信号输出端分别与所述超声波电机的相应输入端相连接。
部分参数已知的二阶不确定滞后结构的自适应控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
其中 另外设置 和 的情况下，得出
了同样的结论；
27、28-控制芯片电路产生的驱动芯片电路的信号，29-超声波电机驱动控制电路。
具体实施方式
|z|≥z0， 其中 另外设置 和
的情况下，得出了同样的结论。
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