[发明专利]弹簧质量阻尼器的鲁棒跟踪控制方法

权利要求书

1.一种弹簧质量阻尼器系统的鲁棒跟踪控制方法，应用于弹簧阻尼器系统，其特征在于，根据弹簧质量阻尼器系统的鲁棒跟踪控制器进行跟踪控制；

所述的弹簧质量阻尼器系统的鲁棒跟踪控制器，其构建方法包括：

步骤1，获取弹簧质量阻尼器系统的物块质量M、弹簧的刚性系数K、系统的阻尼C、物块位置P(t)、物块速度V(t)；

步骤2，确定弹簧质量阻尼器系统跟踪控制的状态变量x(t)，建立被控模型；

步骤3，根据期望的跟踪轨迹r(t)，计算弹簧质量阻尼器系统的跟踪误差z(t)和增广向量ξ(t)，建立增广向量ξ(t)的动态方程；

步骤4，基于步骤3所建立的增广向量ξ(t)的动态方程构建效用函数U(ξ,t)和代价函数J(ξ,t)；

步骤5，基于所述效用函数U(ξ,t)和所述代价函数J(ξ,t)，采用自适应动态规划方法，构建弹簧质量阻尼器系统的鲁棒跟踪控制器

2.根据权利要求1所述的弹簧质量阻尼器系统的鲁棒跟踪控制方法，其特征在于，步骤2所述弹簧质量阻尼器系统跟踪控制的状态变量x(t)为

x(t)＝[x₁(t),x₂(t)]^T＝[P(t),V(t)]^T

其中x₁(t)为第一分量，x₂(t)为第二分量，P(t)为物块位置，V(t)为物块速度。

3.根据权利要求2所述的弹簧质量阻尼器系统的鲁棒跟踪控制方法，其特征在于，步骤2中所构建的被控模型，其式表示为

其中，u(t)为外加控制力。

4.根据权利要求3所述的弹簧质量阻尼器系统的鲁棒跟踪控制方法，其特征在于，步骤3中所述“增广向量ξ(t)的动态方程”为：

其中，F(ξ(t))是系统矩阵，G(ξ(t))是控制矩阵，△F(ξ(t))是干扰矩阵；

且λ_f(ξ)为△F(ξ(t))的上界；

△f(x(t))为弹簧质量阻尼器系统受到的外部干扰，||△f(x(t))||≤λ_f(x)。

5.根据权利要求4所述的弹簧质量阻尼器系统的鲁棒跟踪控制方法，其特征在于，步骤4中所述效用函数U(ξ,t)为

U(ξ,u)＝ξ^T(t)Qξ(t)+u^T(t)Ru(t)

其中，

是2n×2n维的非负对角矩阵，是n×n维的正定矩阵，R是m×m维的正定矩阵。

6.根据权利要求5所述的弹簧质量阻尼器系统的鲁棒跟踪控制方法，其特征在于，步骤4中所述代价函数J(ξ,t)为

其中，

为代价函数J(ξ(t))的梯度。

7.根据权利要求6所述的弹簧质量阻尼器系统的鲁棒跟踪控制方法，其特征在于，步骤5中构建的所述弹簧质量阻尼器系统的鲁棒跟踪控制器为

其中，G^T(ξ)为矩阵G(ξ(t))的转置，表示激活函数σ_c(ξ)的梯度，为评价神经网络隐层到输出层的权值矩阵。