[发明专利]基于估计状态扰动观测的混合阶机电系统协同控制方法

说明书

基于估计状态扰动观测的混合阶机电系统协同控制方法,解决了现有混合阶多智能体机电系统在自身和邻近成员全状态不可测的条件下以及在未知外部扰动影响的条件下不能实现协同控制目标的问题，属于混合阶多智能体系统协同控制领域。本发明包括：建立带有未知控制参数的混合阶机电系统被控对象模型；根据该模型获取被控对象的位置估计和速度估计；根据获取的位置估计和速度估计，获取基于估计状态的被控对象的扰动估计和同步跟踪误差；根据被控对象的同步跟踪误差和扰动估计，获取基于估计状态的被控对象的滑模跟踪误差；根据被控对象的同步跟踪误差、滑模跟踪误差和扰动估计，获取被控对象的控制律，根据该控制律进行混合阶机电系统协同控制。

技术领域

本发明属于混合阶多智能体系统协同控制领域，具体涉及的是一种基于估计状态扰动观测的混合阶机电系统协同控制方法。

背景技术

多智能体协同控制研究来源于动物或昆虫的群体运动现象，主要包含一致性、编队控制、估计和优化等研究方向。其中，一致性是关于各智能体成员在分布式协同控制律的作用之下达到平衡或一致状态的控制问题。一致性主要包括一致性调节和一致性跟踪：一致性调节是各智能体成员根据自己的初始条件最终达到一种未设定的平衡状态，所以也叫无领导者一致性；而一致性跟踪问题中通常存在一个真实或多个虚拟领导者提供参考信号，其他多智能体跟随者进行协同跟踪或同步。在现有的多智能体协同控制中，通常是将被控对象和领导者考虑为具有相同阶数的多智能体系统，即其具有相同的阶数、相同的被控状态类型。这钟在实际中并不尽合理，不同的跟随者可能具有不同的阶数、不同类型的工作状态、不同的工作目标。除此之外，在实际中通常被控跟随者及其相邻成员的全状态并不完全可测，只能得到其输出状态并且未知外部扰动对混合阶机电系统性能和稳定性的影响比较大。因此，在不同阶机电系统实际协同控制应用中，全状态不可测以及未知外部扰动的问题亟待解决。综上所述，现有的机电系统协同控制方法已经不能满足当今部分状态可测的带有未知时变外部扰动的混合阶机电系统的协同控制的需要。

发明内容

针对现有混合阶多智能体机电系统在自身和邻近成员全状态不可测的条件下以及在未知外部扰动影响的条件下不能实现协同控制目标的问题，本发明提供一种基于估计状态扰动观测的混合阶机电系统协同控制方法。

本发明的一种基于估计状态扰动观测的混合阶机电系统协同控制方法，所述方法包括：

S1、建立带有未知控制参数的混合阶机电系统被控对象模型，所述混合阶机电系统被控对象模型包括一阶机电系统被控对象模型和二阶机电系统被控对象模型，其中一阶机电系统被控对象模型为：

二阶机电系统被控对象模型为：

x_1,i表示被控对象i的位置，x_2,i代表被控对象i的速度，表示未知非线性函数，表示未知非线性函数的名义值，表示未知控制参数，代表未知控制参数的名义值，γ_i代表扰动，ui表示控制量，N₁代表一阶机电系统的集合，N₂代表二阶机电系统的集合；

S2、根据混合阶机电系统被控对象模型获取被控对象的位置估计和速度估计；

S3、根据被控对象的位置估计和速度估计，获取基于估计状态的被控对象的扰动估计；

S4、根据被控对象的位置估计和速度估计，获取基于估计状态的被控对象的同步跟踪误差；

S5、根据被控对象的同步跟踪误差和扰动估计，获取基于估计状态的被控对象的滑模跟踪误差；

S6、根据被控对象的同步跟踪误差、滑模跟踪误差和扰动估计，获取被控对象的控制律，根据该控制律进行混合阶机电系统协同控制。