[發明專利]一種欠驅動航行器的自適應控制器的設計方法

無效

• 申請號: 201310681298.2
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103616820A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 陳奕梅
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于機器人控制控制技術領域，涉及一種欠驅動航行器的自適應軌跡跟蹤控制器的設計方法。

背景技術

欠驅動系統指獨立變量個數少于系統自由度個數的非線性系統，它需要通過較少的驅動器完成復雜的運動控制任務；多數情況下欠驅動機械系統為非完整約束系統，同時又表現出一般光滑狀態反饋控制無法鎮定的性質。因此，欠驅動系統的控制與跟蹤的理論引起了越來越多的非線性研究者的興趣。

在實際應用方面，欠驅動系統由于驅動器的減少，具有重量輕、成本低、能耗少、維修方便等眾多優點；另一方面，在控制器故障等場合，全驅動系統會變為欠驅動系統，欠驅動系統容錯能力也引起了眾多關注。近年來，欠驅動系統成為很多研究領域(如航空航天、船舶、車輛、機器人等)的新熱點。

在建立系統的動態模型時，系統的動態參數很難準確確定，因此，設計自適應控制器對提高控制精度有著很大的意義。

因此，設計一種合理的用于欠驅動系統的自適應控制器，具有重要的應用價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是設計一種用于欠驅動航行器軌跡跟蹤的自適應控制器，可使航行器在任意初始狀態，系統參數不確定的情況下，實現良好的跟蹤效果。

本發明主要包括以下內容：

(1)建立欠驅動航行器的動態模型；

(2)Lyapunov的選擇方法；

(3)利用函數映射技術設計自適應算法；

(4)控制器的設計；

(5)控制器參數的選擇。

附圖說明

圖1航行器三自由度定義圖。

圖2自適應控制器跟蹤效果圖。圖中①—期望軌跡②—實際軌跡。

具體實施方式

本發明以三自由度欠驅動航行器為研究對象(如圖1所示)。

1.系統模型的建立

三自由度欠驅動航行器的數學模型為：

η·=J(η)VMV·=-C(V)V-DV+τ.---(1)]]>