[发明专利]针对电动平衡车的有限时间跟踪控制方法及系统

权利要求书

1.针对电动平衡车的有限时间跟踪控制方法，其特征是，包括：

针对电动平衡车，建立动力学方程；

使用解耦方式对动力学方程的未知非线性函数进行处理，得到虚拟控制器和自适应律；

根据虚拟控制器和自适应律，确定有限时间自适应跟踪控制器；

获取待控制电动平衡车当前时刻的摆角，并得到当前时刻的转矩；根据设计的有限时间自适应跟踪控制器和当前时刻的转矩，得到输出摆角，使得平衡车的摆角复位，实现对电动平衡车的控制从而达到平衡驾驶。

2.如权利要求1所述的针对电动平衡车的有限时间跟踪控制方法，其特征是，所述针对电动平衡车，建立动力学方程；具体包括：

其中，是系统状态，y∈R是系统输出，系统输出是指电动平衡车的摆角，u∈R是系统输入，系统输入是指电动平衡车的转矩；r_i(t)和r_n(t)是系统的外部扰动，是局部Lipschitz条件的参数未知光滑非仿射非线性系统函数。

3.如权利要求1所述的针对电动平衡车的有限时间跟踪控制方法，其特征是，使用解耦方式对动力学方程的未知非线性函数进行处理，得到虚拟控制器和自适应律；具体包括：

虚拟控制器α₁：

自适应律

其中，设计常数a₁,k₁0,0η1，γ₁0，Υ₁0；Ξ₁是系统误差；是自适应参数，ξ₁为神经网络基向量；

虚拟控制器α_i：

自适应律

其中，设计常数a_i,k_i0,0η1，γ_i0，Υ_i0；Ξ_i是系统误差；是自适应参数，ξ_i为神经网络基向量。

4.如权利要求1所述的针对电动平衡车的有限时间跟踪控制方法，其特征是，根据虚拟控制器和自适应律，确定有限时间自适应跟踪控制器；具体包括：

其中，设计常数a_n,k_n0,0η1，γ_n0，Υ_n0；Ξ_n是系统误差；是自适应参数，ξ_n为神经网络基向量。

5.针对电动平衡车的有限时间跟踪控制系统，其特征是，包括：

方程建立模块，其被配置为：针对电动平衡车，建立动力学方程；

虚拟控制器和自适应律获取模块，其被配置为：使用解耦方式对动力学方程的未知非线性函数进行处理，得到虚拟控制器和自适应律；

自适应跟踪控制器确定模块，其被配置为：根据虚拟控制器和自适应律，确定有限时间自适应跟踪控制器；

输出模块，其被配置为：获取待控制电动平衡车当前时刻的摆角，并得到当前时刻的转矩；根据设计的有限时间自适应跟踪控制器和当前时刻的转矩，得到输出摆角，使得平衡车的摆角复位，实现对电动平衡车的控制从而达到平衡驾驶。

6.如权利要求5所述的针对电动平衡车的有限时间跟踪控制系统，其特征是，所述针对电动平衡车，建立动力学方程；具体包括：

其中，是系统状态，y∈R是系统输出，系统输出是指电动平衡车的摆角，u∈R是系统输入，系统输入是指电动平衡车的转矩；r_i(t)和r_n(t)是系统的外部扰动，是局部Lipschitz条件的参数未知光滑非仿射非线性系统函数。