[发明专利]具有时变输出约束的电机伺服系统自适应鲁棒位置控制方法

权利要求书

1.一种具有时变输出约束的电机伺服系统自适应鲁棒位置控制方法，其特征在于，该方法的实现包括以下步骤：

步骤1、建立电机位置伺服系统的数学模型；

步骤2、配置自适应律对电机位置伺服系统中的不确定性参数进行估计；

步骤3、配置具有时变输出约束的电机伺服系统自适应鲁棒位置控制器；

步骤4、通过参数设定使得电机伺服系统的位置输出准确地跟踪期望的位置指令，并且使得电机伺服系统的输入无抖动现象产生。

2.根据权利要求1所述的具有时变输出约束的电机伺服系统自适应鲁棒位置控制方法，其特征在于，前述步骤1建立电机位置伺服系统的数学模型，其实现包括以下步骤：

简化电机的电气动态为比例环节，将电机位置伺服系统的运动方程表达为：

my··=Kiu-By·-f(t,y,y·)---(1)]]>

其中，m为惯性负载参数，y为惯性负载位移，K_i为力矩放大系数，u为系统的控制输入电压，B为粘性摩擦系数，为不确定性项，包括未建模的摩擦以及外干扰；

选取状态矢量为：则电机位置伺服系统的运动学方程可以转化为如下状态方程形式：

x·1=x2]]>

θ1x·2=u-θ2x2-θ3-d(x,t)---(2)]]>

y＝x₁

对于公式(2)，定义不确定参数集θ＝[θ₁,θ₂,θ₃]^T，其中θ₁＝m/K_i，θ₂＝B/K_i，θ₃＝d_n/K_i；d(x,t)＝f(x,t)/K_i-d_n/K_i，其中d_n为系统总干扰的名义值；

控制器设计的目标为使电机伺服系统对参数不确定性以及外干扰具有一定的鲁棒性，并使输出y(t)满足约束k‾c1(t)<y(y)<k‾c1(t),∀t≥0,]]>其中k‾c1:R+→R,k‾c1:R+→R,]]>从而使k‾c1(t)>k‾c1(t),∀t∈R+,]]>故存在以下假设：

假设1：结构不确定性参数集θ以及非结构不确定性d(x,t)满足：

θ∈Ωθ‾‾Δ{θ:θmin≤θ≤θmax}---(3)]]>

|d(x,t)|≤σ_d        (4)

公式(3)中，θ_max＝[θ_1max,θ_2max,θ_3max]^T,θ_min＝[θ_1min,θ_2min,θ_3min]^T分别为向量θ的上下界；公式(4)中σ_d为已知函数；

假设2：存在常数K_ci和i＝0,1,2，使k_c1(t)≥K_c0，并且和|k‾c1(i)(t)|≤K‾ci,i=1,2,∀t≥0;]]>

假设3：存在函数Y₀:R₊→R₊，满足Y₀＞k_c1(t)，存在正常数Y_i，i＝1,2使理想轨迹y_d(t)以及它的微分满足和∀t≥0.]]>