[發(fā)明專利]一種用于超磁致伸縮跟蹤平臺(tái)的自適應(yīng)逆跟蹤控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711240781.1
• 申請(qǐng)日: 2017-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107807531B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張臻;楊新宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務(wù)所(普通合伙) 11362
• 代理人: 劉美蓮;郭防

1.一種用于超磁致伸縮跟蹤平臺(tái)的自適應(yīng)逆跟蹤控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

首先，離線辨識(shí)得到超磁致伸縮作動(dòng)器的左逆模型；

其次，基于Filtered-εLMS算法，使用兩個(gè)完全相同的非線性濾波器復(fù)制超磁致伸縮作動(dòng)器的左逆模型；

最后，利用所述的兩個(gè)非線性濾波器輸出相減得到的誤差信號(hào)自適應(yīng)尋找控制器C，并且采用LMS算法在線調(diào)整濾波器的權(quán)系數(shù)，直到超磁致伸縮作動(dòng)器的輸出和參考模型的輸出相同；其中，所述的兩個(gè)完全相同的非線性濾波器，其中一個(gè)非線性濾波器的輸入為對(duì)象輸出；另一個(gè)非線性濾波器的輸入為參考模型的輸出；所述的對(duì)象為超磁致伸縮作動(dòng)器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超磁致伸縮跟蹤平臺(tái)的自適應(yīng)逆跟蹤控制方法，其特征在于，所述的非線性濾波器采用GPO非線性自適應(yīng)濾波器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超磁致伸縮跟蹤平臺(tái)的自適應(yīng)逆跟蹤控制方法，其特征在于，所述的GPO非線性自適應(yīng)濾波器，其包絡(luò)函數(shù)采用雙曲正切函數(shù)的反函數(shù)atanh。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超磁致伸縮跟蹤平臺(tái)的自適應(yīng)逆跟蹤控制方法，其特征在于，通過(guò)以下方法辨識(shí)得到GPO的包絡(luò)函數(shù)：將期望輸入信號(hào)作用到超磁致伸縮作動(dòng)器；采集超磁致伸縮作動(dòng)器的輸入/輸出數(shù)據(jù)，然后將超磁致伸縮作動(dòng)器的輸出當(dāng)作模型的輸入，超磁致伸縮作動(dòng)器的輸入當(dāng)作模型的輸出，通過(guò)非線性擬合的方法辨識(shí)得到GPO的包絡(luò)函數(shù)：

γ_l＝a₁atanh(a₂u(t)+a₃)+a₄

γ_r＝b₁atanh(b₂u(t)+b₃)+b₄

其中，所述的γ_l和γ_r分別為非線性濾波器的左、右包絡(luò)函數(shù)；所述的模型的輸出為待辨識(shí)GPO非線性自適應(yīng)濾波器模型的輸出。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超磁致伸縮跟蹤平臺(tái)的自適應(yīng)逆跟蹤控制方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1，變量初始化，確定非線性濾波器的階數(shù)n+1、閾值r、收斂因子μ和包絡(luò)函數(shù)；隨機(jī)給定非線性濾波器的初始權(quán)系數(shù)W(0)，令k＝0；

S2，離線辨識(shí)得到超磁致伸縮作動(dòng)器的左逆模型；

S3，將建模激勵(lì)信號(hào)x(k)輸入系統(tǒng)；

S4，基于Filtered-εLMS算法，使用兩個(gè)完全相同的非線性濾波器復(fù)制超磁致伸縮作動(dòng)器的左逆模型，抵消超磁致伸縮作動(dòng)器的遲滯特性，獲得其輸出信號(hào)y(k)和濾波器的輸出信號(hào)H(k)，并計(jì)算實(shí)際控制器與理想控制器之間的估計(jì)誤差

S5，更新非線性濾波器的權(quán)系數(shù)：W(k+1)＝W(k)+2μe(k)H(k)；其中，

S6，令k＝k+1；更新輸入向量x(k)；并獲得新的輸出信號(hào)y(k)和濾波器的輸出信號(hào)H(k)，以及實(shí)際控制器與理想控制器之間的估計(jì)誤差

S7，判斷是否成立，若是，則轉(zhuǎn)至步驟S6；否則獲得最終的控制器C。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的用于超磁致伸縮跟蹤平臺(tái)的自適應(yīng)逆跟蹤控制方法，其特征在于，還包括：采用PID反饋控制器對(duì)超磁致伸縮跟蹤平臺(tái)的非遲滯特性進(jìn)行控制，其輸入為期望輸入信號(hào)與對(duì)象輸出的差值，將PID反饋控制器的輸出與控制器C的輸出求和后，作用于超磁致伸縮作動(dòng)器；所述的對(duì)象為超磁致伸縮作動(dòng)器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于超磁致伸縮跟蹤平臺(tái)的自適應(yīng)逆跟蹤控制方法，其特征在于，采用工程整定法選擇PID反饋控制器的控制參數(shù)，且其中的微分參數(shù)設(shè)置為0。