[发明专利]一种含输入死区的非线性系统鲁棒自适应控制方法

摘要

本发明提供一种含输入死区的非线性系统鲁棒自适应控制方法，包括以下步骤步骤1，建立含输入死区的一类非线性系统的数学模型；步骤2，设计鲁棒自适应控制器；步骤3，鲁棒自适应控制器的性能。该控制方法通过引入死区逆函数的思想设计真实的控制输入，解决了精确考虑死区模型时控制器设计的问题。且设计的鲁棒自适应控制器可以同时处理系统存在的参数不确定性和不确定性非线性，即通过自适应的方法可以估计出死区中的未知参数以及系统其他未知参数，且对不确定性非线性具有一定的鲁棒性。

主权项

一种含输入死区的非线性系统鲁棒自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立含输入死区的一类非线性系统的数学模型；步骤2，设计鲁棒自适应控制器；步骤3，鲁棒自适应控制器的性能；步骤1所述建立含输入死区的一类非线性系统的数学模型，具体如下：步骤1.1，设计含输入死区的一类严格反馈非线性系统具有如下状态空间形式：式(1)中θ＝[θ1,...θp]T为非线性系统中的不确定参数，p为θ的维数；为已知的连续可微的函数；为系统的外干扰不确定性非线性函数；u为实际作用于控制对象的控制输入；v为真实的控制输入；y为系统输出；步骤1.2，建立死区模型式(2)中mr,ml为死区两侧的斜率，br,bl为死区两侧不连续拐点的值，DZ(·)为死区函数；步骤1.3，对死区模型进行连续化近似，并将近似误差归到不确定性非线性中，得到连续化近似后的死区模型：u(v)＝mr(v‑br)φr(v)+ml(v‑bl)φl(v)   (3)式(3)中ε为可调正的增益；步骤1.4，对死区进行线性参数化式(4)中步骤1.5，计算实际作用于控制对象的控制输入u的设计值ud式(5)中分别为mr,mrbr,ml,mlbl的估计值；步骤1.6，u和ud之间的偏差为式(6)中的为θd的估计误差可获得dω的上界为步骤1.7，将dω归到不确定性非线性中，即则原系统方程(1)可写成步骤1.8，对于控制器设计，假设如下：假设1，系统参考指令信号x1d(t)是n阶连续可微的，且x1d(t)的各阶导数均是有界的，即假设2，系统方程所有通道的不确定性非线性都是有界的，但上界的值不必已知，即且满足式(9)中α1,...,αn‑1为各通道的虚拟控制律，Θ＝[Θ1,...,Θn]T为未知常数；假设3，不确定参数θ的大小范围以及上界Θ的波动范围已知，即其中θmin＝[θ1min,...,θpmin]T,θmax＝[θ1max,...,θpmax]T,Θmin＝[Θ1min,...,Θnmin]T，Θmax＝[Θ1max,...,Θn max]T均为已知；假设4，存在充分光滑的正的可积函数δi(t)满足以下性质：为δi(t)的第j阶导数；为正的常数，表示δi(t)的第j阶导数的上界；也为正的常数，表示δi(t)的时间积分的上界。