[發明專利]一種TORA系統的輸出反饋控制方法有效
| 申請號： | 201810432938.9 | 申請日： | 2018-05-08 |
| 公開（公告）號： | CN108508750B | 公開（公告）日： | 2021-05-11 |
| 發明（設計）人： | 宋永端;黃秀財;何鎏;賴俊峰;譚覓;高輝 | 申請（專利權）人： | 重慶大學 |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 重慶晟軒知識產權代理事務所(普通合伙) 50238 | 代理人： | 王海鳳 |
| 地址： | 400044 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 tora 系統 輸出 反饋 控制 方法 | ||
本發明涉及一種TORA系統的輸出反饋控制方法，包括如下步驟：S1：建立TORA系統模型；S2：設計所述步驟S1中TORA系統閉環輔助系統；S3：設置控制器對所述TORA系統進行穩定控制。本發明基于積分控制和高增益控制方法，并采用擴展的高增益觀測器對系統未知狀態以及系統的不確定項進行估計，針對未知單輸入單輸出非最小相位非線性系統提出了一種輸出反饋策略，實用價值高。
技術領域
本發明涉及控制方法，尤其涉及TORA系統的輸出反饋控制方法。
背景技術
雖然針對非最小相位非線性系統的控制方法層出不窮，但是現有針對非最小相位非線性系統的研究還有以下不足：1)現有針對未知非最小相位非線性系統的研究主要是考慮鎮定問題，還鮮有方法能夠解決該類系統的調節問題；2)現有針對該類系統的輸出控制研究基本上都是基于狀態反饋，而對于輸出反饋的研究更加稀少；以及3)現有方法即使能夠實現對未知非最小相位非線性系統的輸出反饋控制，但是輸出反饋下的系統響應較狀態反饋時的系統性能有所惡化。
發明內容
針對現有技術之不足，本發明基于積分控制和高增益控制，并結合擴展的高增益觀測器，提出了一種基于輸出反饋的控制方法，綜合解決了以上問題，并將該方法成功運用于帶旋轉執行器的平移振蕩器(TORA)中。
為實現上述目的，本發明如下技術方案：一種TORA系統的輸出反饋控制方法，包括如下步驟：
S1：建立TORA系統模型；
S2：設計所述步驟S1中TORA系統閉環輔助系統；
S3：設置控制器對所述TORA系統進行穩定控制。
作為改進，所述步驟S1建立TORA系統模型的步驟如下：
S1a：建立TORA系統：
所述TORA系統包括平移振蕩器和設置在平移振蕩器上的旋轉執行器：
所述平移振蕩器包括平臺和線性彈簧，所述線性彈簧的一端固定，另一端與所述平臺連接，所述平臺位于水平面上，且只能在平行于彈簧軸線的水平面運動；
所述旋轉執行器為一質量塊，所述質量塊設置在所述平臺上，且與所述平臺可轉動連接；
S1b：對所述步驟S1a建立的TORA系統進行建模：
所述質量塊所受的力有Fx,Fy,u以及ω，采用牛頓定律對質量塊的質心進行力矩分析可得
其中，m表示質量塊的質量；
Fx表示質量塊在x軸方向所受的力；
Fy表示質量塊在y軸方向所受的力；
L表示質量塊的旋轉中心距TORA系統中質心的距離；
θ表示質量塊的角位置；
ω表示質量塊旋轉與平臺產生的滑動摩擦阻力；
u表示施加到質量塊上的力矩；
xc表示平臺的平移位置；
J表示轉動慣量；
平臺在相反的方向上分別受到力Fx,Fy，同時還受到彈簧的回復力；
將Fx和Fy從表達式(1.1)中第三個表達式和表達式(1.2)中消除可得：
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