[发明专利]针对于高阶柔性机电运动对象的位移跟踪控制方法及系统

权利要求书

1.一种针对于高阶柔性机电运动对象的位移跟踪控制方法，其特征在于，包括：

接收输入的目标位移信号和传感器发送的所述高阶柔性机电运动对象的实际输出位移信号；

获取所述目标位移信号的各阶微分信号以及所述实际输出位移信号的各阶输出观测信号；

根据各阶所述微分信号以及各阶所述输出观测信号计算初始控制量；

根据所述初始控制量以及总扰动观测信号计算总控制量；各阶所述输出观测信号以及所述总扰动观测信号均根据所述总控制量和所述实际输出位移信号而计算生成；

将所述总控制量输出至所述高阶柔性机电运动对象，以便将所述实际输出位移信号调节为所述目标位移信号的误差小于预设误差阈值。

2.根据权利要求1所述的位移跟踪控制方法，其特征在于，所述根据各阶所述微分信号以及各阶所述输出观测信号计算初始控制量包括：

根据计算所述初始控制量u₀；

其中，k_i+1为控制参数；i＝0,1,…,n-1；r_i为目标位移信号r的第i阶微分信号；z_i+1为实际输出位移信号y的第i阶输出观测信号；

所述根据所述初始控制量以及总扰动观测信号计算总控制量包括：

根据或者计算所述总控制量u；

其中，u₀为初始控制量；z_n+1为总扰动观测信号；b₀为系统增益系数。

3.根据权利要求1所述的位移跟踪控制方法，其特征在于，各阶所述输出观测信号以及所述总扰动观测信号具体根据下式计算生成：

其中，z_i+1为实际输出位移信号y的第i阶输出观测信号；i＝0,1,…,n-1；z_n+1为总扰动观测信号；l_j为输出观测系数；j＝1,…,n,n+1；b₀为系统增益系数；u为总控制量。

4.根据权利要求1所述的位移跟踪控制方法，其特征在于，各阶所述输出观测信号以及所述总扰动观测信号具体通过p个串联的q阶状态观测器而计算生成；其中，

5.根据权利要求4所述的位移跟踪控制方法，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的位移跟踪控制方法，其特征在于，各阶所述输出观测信号以及所述总扰动观测信号具体根据下式计算生成：

和

其中，t＝1,2,…,p-1；k∈N⁺,1≤k≤q，z_0k＝y，y为实际输出位移信号；b₀为系统增益系数；u为总控制量；l_vs为输出观测系数，v＝1,2,…,p；s＝1,…,q。

7.根据权利要求1至6任一项所述的位移跟踪控制方法，其特征在于，所述获取所述目标位移信号的各阶微分信号包括：

对微分控制量连续进行n次积分以获取所述目标位移信号的跟踪信号；所述微分控制量为根据所述目标位移信号以及所述目标位移信号的各阶所述微分信号而计算生成；

根据所述微分控制量和所述跟踪信号进行n阶状态观测，以获取所述跟踪信号的各阶输入观测信号，作为所述目标位移信号的各阶所述微分信号。

8.根据权利要求7所述的位移跟踪控制方法，其特征在于，所述微分控制量具体根据下式计算生成：

u_r＝β₀(r-r₀)-β₁r₁-…-β_n-1r_n-1；其中，u_r为微分控制量；r为目标位移信号；r_i为目标位移信号r的第i阶微分信号；i＝0,1,…,n-1；β_i为微分控制参数。