[發明專利]多模態魯棒自抗擾運動控制方法及系統

有效

• 申請號: 202210063377.6
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114089637B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 王常虹;王冠;夏紅偉;馬廣程
• 申請（專利權）人: 伸瑞科技（北京）有限公司;哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京智燃律師事務所 11864
• 代理人: 柴琳琳

1.一種多模態魯棒自抗擾運動控制方法，其特征在于，所述方法包括依次執行的如下步驟：

根據被控系統的控制目標，建立多模態的被控系統模型；

根據所述被控系統模型和所述被控系統的控制目標，確定被控系統當前所處的控制模態；

建立控制器模型和擾動觀測器模型；其中，所述控制模態對應不同的控制模型和擾動觀測器模型，所述擾動觀測器模型用于估計所述被控系統的擾動參數；

利用所述控制器模型，根據所述被控系統模型和所述擾動參數確定與所述被控系統當前所處的控制模態對應的理想控制指令；

根據所述被控系統信息和所述理想控制指令，確定所述被控系統的實際控制指令；

其中，所述根據被控系統的控制目標，建立多模態的被控系統模型，包括：

建立如下所述被控系統模型：

其中，表示所述被控系統模型包括個動態方程；

表示所述被控系統模型包括個不同的模態；

表示狀態信息的一階導數；

表示被控系統的狀態信息構成的狀態信息向量；

表示根據所述狀態信息向量，利用徑向基函數神經網絡算法RBFNN得到的系統狀態向量的連續函數；

表示狀態信息對應的擾動參數；

表示第個模態下的控制輸入，所述控制方法的實際指令；

和表示所述被控系統的狀態輸出；

其中，所述根據所述被控系統信息和所述理想控制指令，確定所述被控系統的實際控制指令，包括：

根據所述理想控制指令和前一控制模態對應的實際控制指令對所述理想控制指令進行修正，得到修正后的實際控制指令。

2.根據權利要求1所述的多模態魯棒自抗擾運動控制方法，其特征在于，所述建立控制器模型和擾動觀測器模型，包括：

針對所述被控系統模型，設計第個模態對應的魯棒自抗擾運動控制器；

對于時，

建立如下擾動觀測器模型：

建立如下控制器模型：

其中，表示被控系統模型中第一個動態方程對應的控制指令，為參考信號，表示被控系統的控制目標，跟蹤誤差表示為是擾動觀測器針對狀態信息估計的擾動參數，是觀測誤差，假設是觀測誤差上界的估計值，是的一階導數，是雙曲正切函數；參數均為擾動觀測器及控制器模型設計過程中可調節的參數，為擾動觀測器模型設計過程中的中間量，沒有實際物理意義。

3.根據權利要求2所述的多模態魯棒自抗擾運動控制方法，其特征在于，所述建立控制器模型和擾動觀測器模型，包括：

對于時，建立如下擾動觀測器模型：

建立如下控制器模型：

其中，表示被控系統模型中第個動態方程對應的控制指令，跟蹤誤差表示為，是擾動觀測器針對狀態信息估計的擾動參數，是觀測誤差，假設是觀測誤差上界的估計值，的一階導數，是雙曲正切函數均為擾動觀測器及控制器模型設計過程中可調節的參數，為擾動觀測器模型設計過程中的中間量，沒有實際物理意義。

4.根據權利要求3所述的多模態魯棒自抗擾運動控制方法，其特征在于，所述建立控制器模型和擾動觀測器模型，包括：

對于時，建立如下擾動觀測器模型：

建立如下控制器模型：

其中，表示被控系統模型中第個動態方程對應的理想控制指令，跟蹤誤差表示為是擾動觀測器針對狀態信息估計的擾動參數，是觀測誤差，假設為切換誤差，表示理想控制指令與實際控制指令之間的差值，為實際控制指令，的估計值，參數均為擾動觀測器及控制器模型設計過程中可調節的參數，為擾動觀測器模型設計過程中的中間量，沒有實際物理意義。

5.根據權利要求4所述的多模態魯棒自抗擾運動控制方法，其特征在于，所述根據所述被控系統信息和所述理想控制指令，確定所述被控系統的實際控制指令，包括：

當所述切換誤差的絕對值在小于等于第一閾值時，將所述理想控制指令作為實際控制指令；

當所述切換誤差的絕對值在大于第一閾值時，對所述理想控制指令進行修正，得到實際控制指令。