[发明专利]一种桥式吊车双摆PI型Terminal滑模控制器设计方法及系统

权利要求书

1.一种桥式吊车双摆PI型Terminal滑模控制器设计方法，其特征在于，包括：

定义桥式吊车系统双摆模型；

引入复合信号；

定义PI型偏差信号为台车期待轨迹与所述复合信号的差值；

根据所述PI型偏差信号，定义Terminal滑模面；

根据所述桥式吊车系统双摆模型，定义名义模型；

根据所述Terminal滑模面和所述名义模型，得到PI型Terminal滑模控制器；

其中，所述PI型Terminal滑模控制器具体为：

其中，M₀为正定质量惯性矩阵M(q)的近似矩阵，C₀为离心力矩阵的近似矩阵，G₀为重力向量G(q)的近似矩阵，为滑模面向量χ与状态向量一阶导数的和，为滑模面向量的一阶导数和状态向量二阶导数的和，滑模面向量χ为[s 0 0]^T，s为Terminal滑模面，K_p、η为正的控制增益，K_i为控制器增益，Λ为[1 0 0]^T。

2.如权利要求1所述的一种桥式吊车双摆PI型Terminal滑模控制器设计方法，其特征在于，所述复合信号具体为：

其中，δ(t)为复合信号，α、β为正的控制器增益，x为台车位移，θ为吊钩摆角，为负载摆角。

3.如权利要求1所述的一种桥式吊车双摆PI型Terminal滑模控制器设计方法，其特征在于，所述Terminal滑模面具体为：

其中，s(t)为Terminal滑模面，ζ为PI型偏差信号，为ζ的一阶导数，γ₁和γ₂为正的常数，q和p为奇数，而且0p2q。

4.如权利要求1所述的一种桥式吊车双摆PI型Terminal滑模控制器设计方法，其特征在于，所述名义模型具体为：

其中，q为状态向量[x,θ,φ]^T，为q的一阶导数，为q的二阶导数，M₀(q)为正定质量惯性矩阵M(q)的近似矩阵，为离心力矩阵的近似矩阵，G₀(q)为重力向量G(q)的近似矩阵，ΔM为M(q)的建模误差，ΔC为的建模误差，ΔG为G(q)的建模误差。

5.如权利要求1所述的一种桥式吊车双摆PI型Terminal滑模控制器设计方法，其特征在于，根据所述Terminal滑模面和所述名义模型，得到PI型Terminal滑模控制器，包括：

根据所述Terminal滑模面和所述名义模型，得到初始化控制器；

在所述初始化控制器中，使用tanh函数，得到PI型Terminal滑模控制器。

6.一种桥式吊车双摆PI型Terminal滑模控制器，其特征在于，具体为：

其中，M₀为正定质量惯性矩阵M(q)的近似矩阵，C₀为离心力矩阵的近似矩阵，G₀为重力向量G(q)的近似矩阵，为滑模面向量χ与状态向量一阶导数的和，为滑模面向量的一阶导数和状态向量二阶导数的和，滑模面向量χ为[s 0 0]^T，s为Terminal滑模面，K_p、η为正的控制增益，K_i为控制器增益，Λ为[1 0 0]^T。