[发明专利]一种有限时间收敛的遥操作双边控制器的控制方法

权利要求书

1.一种有限时间收敛的遥操作双边控制器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01、建立不考虑重力项的动力学模型；

S02、根据S01中的动力学模型，定义增广状态量q(t)与定义期望状态量q_d与定义系统增广参数阵M和B，从而建立主从双边控制系统的误差模型；

S03、计算S02中的误差模型中系统增广参数阵M和B的不确定部分ΔM和ΔB的界；

S04、定义S02中的误差模型的外界干扰项关于系统状态量的界；

S05、根据S02确定不包含负指数次幂项且带有切换策略的滑模变量；

S06、根据S03至S05，针对S02的误差模型，确定双边控制律；

S07、根据S06中的控制律确定与控制器参数、系统初始状态相关的收敛时间，得到系统在滑模面上的收敛时间T_4i和系统在到达滑模面前的收敛时间T_1i，根据所述系统在滑模面上的收敛时间T_4i和所述系统在到达滑模面前的收敛时间T_1i得到总的收敛时间T的上限，然后根据所述总的收敛时间T调整控制律以压缩所述总的收敛时间T。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述S06具体为：

根据滑模变量，按如下方式确定双边控制律：

其中，x₁,x₂是误差系统状态量，M₀表示M的标称部分，β₁是滑模面参数，g为控制律的参数，g的取值范围为1<g<2，φ＝1+||x₂||，S_i是滑模变量S的第i个分量，x_1i表示向量x₁的第i个分量，I为单位对角矩阵，W(x₁)是与x₁相同维数的列向量，其具体定义如下：

ε是一个自定义的n维常向量，ε_i表示ε的第i个分量，表达式diag(W(x₁))表示以n维列向量W(x₁)形成的n×n维对角矩阵，具体为：

此外，是a的估计值，a是在控制器中需要自适应变化的参数，为a的估计值的一阶导数，由以下自适应律进行更新：

控制律中，参数p>0，β₂>0，均为正的常数，γ和λ均为自定义的参数。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述S05包括：

S051、确定关于x₁的切换函数S_w(x_1i)；具体为：

其中，x₁是误差系统状态量，x_1i表示向量x₁的第i个分量，ε是一个自定义的n维常向量，ε_i表示ε的第i个分量，ε的所有元素ε_i均为小的正常数，sign(·)是符号函数，其定义为：

S052、在S051的基础上确定滑模变量S；具体为S＝[S₁…S_i…]^T，S_i是向量S的第i个分量，S_i的定义为：

S_i＝x_1i+β₁sig^g(x_2i)+S_w(x_1i)

其中x_1i表示向量x₁的第i个分量，x_2i表示向量x₂的第i个分量，β₁是大于零的正常数，g的取值范围为1<g<2，sig^g(·)是自定义的函数，其定义是：

sig^g(·)＝sign(·)|·|^g。