[发明专利]一种欠驱动系统控制方法、装置、设备及介质

权利要求书

1.一种欠驱动系统的控制方法，其特征在于，所述欠驱动系统为具有旋转激励的平移振荡器，包括一个平移振荡小车和一个由外力驱动的旋转小球，所述控制方法包括以下步骤：

根据所述系统的特征，确定所述系统的动态模型；

将所述动态模型变换为所述系统的级联模型，所述级联模型包括第一子系统和第二子系统；

基于所述第一子系统的控制输入设计虚拟控制变量，以实现所述第一子系统的控制目标；构建所述第一子系统的所述控制输入和所述虚拟控制变量的偏差变量，所述偏差变量为所述第一子系统控制输入与所述虚拟控制变量之间的偏差；对所述偏差变量求导，获得所述偏差变量的导数；

基于所述偏差变量和所述偏差变量的导数构建滤波器变量，以实现所述第二子系统的控制目标；

基于所述滤波器变量、所述虚拟控制变量和所述偏差变量构建整个系统的全局控制器，所述全局控制器为所述系统的实际控制输入与所述系统的实际控制输出之间的关系，从而通过调整所述系统的实际控制输入对所述系统的实际控制输出进行控制，实现整个系统的控制目标。

2.根据权利要求1所述的一种欠驱动系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：在将所述动态模型变换为所述系统的级联模型前，先对所述动态模型进行无量纲化处理，通过引入第一辅助变量，将有量纲的所述动态模型通过坐标变换转换为无量纲的所述动态模型。

3.根据权利要求1所述的一种欠驱动系统的控制方法，其特征在于，将所述动态模型变换为所述系统的级联模型，包括：设计第二辅助变量，根据所述第二辅助变量将所述动态模型通过级联变换转变为具有级联形式的所述级联模型。

4.根据权利要求1所述的一种欠驱动系统的控制方法，其特征在于，所述滤波器变量为关于所述偏差变量和所述偏差变量导数的线性函数。

5.一种用于实现欠驱动系统控制目标的装置，其特征在于，所述装置包括：

第一模块，用于根据所述系统的特征，生成所述系统的动态模型：

第二模块，用于将所述动态模型变换为所述系统的级联模型，所述级联模型包括第一子系统和第二子系统；

第三模块，基于所述第一子系统的控制输入，生成虚拟控制变量，以实现所述第一子系统的控制目标；

第四模块，基于所述第一子系统的所述控制输入和所述虚拟控制变量生成偏差变量，所述偏差变量为所述第一子系统控制输入与所述虚拟控制变量之间的偏差；对所述偏差变量求导，获得所述偏差变量的导数；基于所述偏差变量和所述偏差变量的导数生成滤波器变量，以实现所述第二子系统的控制目标；

第五模块，基于所述滤波器变量、虚拟控制变量和所述偏差变量生成整个系统的全局控制器，所述全局控制器为所述系统的实际控制输入与所述系统的实际控制输出之间的关系，从而通过调整所述系统的实际控制输入对所述系统的实际控制输出进行控制，实现整个系统的控制目标。

6.根据权利要求5所述的一种用于实现欠驱动系统控制目标的装置，其特征在于，所述装置还包括第六模块，用于在将所述动态模型变换为所述系统的级联模型前，先对所述动态模型进行无量纲化处理，通过生成第一辅助变量，将有量纲的所述动态模型通过坐标变换转换为无量纲的所述动态模型。

7.根据权利要求5所述的一种用于实现欠驱动系统控制目标的装置，其特征在于，所述第二模块的具体实现方式包括：生成第二辅助变量，根据所述第二辅助变量将所述动态模型通过级联变换转变为具有级联形式的所述级联模型。

8.根据权利要求5所述的一种用于实现欠驱动系统控制目标的装置，其特征在于，所述滤波器变量为关于所述偏差变量和所述偏差变量导数的线性函数。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备执行如权利要求1至4中任一项所述欠驱动系统的控制方法。

10.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述欠驱动系统的控制方法。