[發明專利]一種混合階機電系統的協同容錯控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 201811256014.4
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109343348B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 王一光;王國濤
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高倩

1.一種混合階機電系統的協同容錯控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

S1、建立包含驅動器或執行器錯誤的被控混合階機電系統的模型；

S2、獲取各被控混合階機電系統的不同階同步跟蹤誤差；

S3、根據獲取的不同階同步跟蹤誤差，獲取各被控混合階機電系統的不同階滑模跟蹤誤差；

S4、建立混合階神經網絡估計模型，根據該模型及獲取的不同階滑模跟蹤誤差，獲取神經網絡自適應律和容錯自適應律，容錯自適應律用于對混合階機電系統模型中的驅動器或執行器的錯誤進行估計，神經網絡自適應律用于對混合階機電系統模型中的動力學參數進行估計；

S5、根據建立的混合階機電系統模型，結合同步跟蹤誤差、滑模跟蹤誤差、神經網絡自適應律和容錯自適應律，獲取分布式混合階協同控制律，并根據獲取的控制律獲得各被控混合階機電系統的控制量；

所述S5中的分布式混合階協同控制律包括一階控制律和二階控制律；

一階控制律：

二階控制律：

表示τ_i的估計值，τ_i(m_i,η_i)＝m_i×η_i，m_i表示第i個被控混合階機電系統中的控制參數，η_i表示驅動器或執行器的錯誤參數；u_i表示對第i個被控混合階機電系統的控制量，z_i表示第i個被控混合階機電系統的一階或二階滑模跟蹤誤差，h表示控制比例增益，e_2,i表示第i個被控混合階機電系統的二階同步跟蹤誤差，表示神經網絡中被控混合階機電系統的基函數，表示神經網絡中驅動器或執行器錯誤的基函數，表示神經網絡中動力學參數權重的估計值，表示神經網絡中驅動器或執行器錯誤動力學參數權重的估計值，χ_i表示滑模系數，d_i表示第i個被控混合階機電系統的入度，b_i表示第i個被控混合階機電系統與領導者的連接權值；

容錯自適應律為：

p_i表示通訊拓撲權值，表示容錯自適應增益，表示容錯比例系數；

神經網絡自適應律：

F_i表示神經網絡自適應增益和表示神經網絡比例增益；

還包括根據控制參數自適應律對混合階機電系統模型中的控制參數進行估計；。

所述控制參數自適應律為：

τ_i代表τ_i的下界，κ_i表示控制參數自適應增益和β表示控制參數比例增益；

第i個被控混合階機電系統的一階滑模跟蹤誤差為：z_i＝e_1,i；

第i個被控混合階機電系統的二階滑模跟蹤誤差為：z_i＝e_2,i+χ_ie_1,i；

其中，e_1,i和e_2,i分別表示第i個被控混合階機電系統的一階和二階同步跟蹤誤差；

第i個被控混合階機電系統的二階同步跟蹤誤差為：

其中，a_ij表示所述相鄰被控混合階機電系統的鄰接矩陣的系數，b_i表示第i個被控混合階機電系統與領導者的連接權值，x_1,j和x_2,j分別表示與第i個被控混合階機電系統相鄰的被控混合階機電系統j的位置和速度，x_1,i和x_2,i分別表示第i個被控混合階機電系統的位置和速度，x_1,0和x_2,0分別表示領導者的位置和速度。