[发明专利]多模态鲁棒自抗扰运动控制方法及系统

权利要求书

1.一种多模态鲁棒自抗扰运动控制方法，其特征在于，所述方法包括依次执行的如下步骤：

根据被控系统的控制目标，建立多模态的被控系统模型；

根据所述被控系统模型和所述被控系统的控制目标，确定被控系统当前所处的控制模态；

建立控制器模型和扰动观测器模型；其中，所述控制模态对应不同的控制模型和扰动观测器模型，所述扰动观测器模型用于估计所述被控系统的扰动参数；

利用所述控制器模型，根据所述被控系统模型和所述扰动参数确定与所述被控系统当前所处的控制模态对应的理想控制指令；

根据所述被控系统信息和所述理想控制指令，确定所述被控系统的实际控制指令；

其中，所述根据被控系统的控制目标，建立多模态的被控系统模型，包括：

建立如下所述被控系统模型：

其中，表示所述被控系统模型包括个动态方程；

表示所述被控系统模型包括个不同的模态；

表示状态信息的一阶导数；

表示被控系统的状态信息构成的状态信息向量；

表示根据所述状态信息向量，利用径向基函数神经网络算法RBFNN得到的系统状态向量的连续函数；

表示状态信息对应的扰动参数；

表示第个模态下的控制输入，所述控制方法的实际指令；

和表示所述被控系统的状态输出；

其中，所述根据所述被控系统信息和所述理想控制指令，确定所述被控系统的实际控制指令，包括：

根据所述理想控制指令和前一控制模态对应的实际控制指令对所述理想控制指令进行修正，得到修正后的实际控制指令。

2.根据权利要求1所述的多模态鲁棒自抗扰运动控制方法，其特征在于，所述建立控制器模型和扰动观测器模型，包括：

针对所述被控系统模型，设计第个模态对应的鲁棒自抗扰运动控制器；

对于时，

建立如下扰动观测器模型：

建立如下控制器模型：

其中，表示被控系统模型中第一个动态方程对应的控制指令，为参考信号，表示被控系统的控制目标，跟踪误差表示为是扰动观测器针对状态信息估计的扰动参数，是观测误差，假设是观测误差上界的估计值，是的一阶导数，是双曲正切函数；参数均为扰动观测器及控制器模型设计过程中可调节的参数，为扰动观测器模型设计过程中的中间量，没有实际物理意义。

3.根据权利要求2所述的多模态鲁棒自抗扰运动控制方法，其特征在于，所述建立控制器模型和扰动观测器模型，包括：

对于时，建立如下扰动观测器模型：

建立如下控制器模型：

其中，表示被控系统模型中第个动态方程对应的控制指令，跟踪误差表示为，是扰动观测器针对状态信息估计的扰动参数，是观测误差，假设是观测误差上界的估计值，的一阶导数，是双曲正切函数均为扰动观测器及控制器模型设计过程中可调节的参数，为扰动观测器模型设计过程中的中间量，没有实际物理意义。

4.根据权利要求3所述的多模态鲁棒自抗扰运动控制方法，其特征在于，所述建立控制器模型和扰动观测器模型，包括：

对于时，建立如下扰动观测器模型：

建立如下控制器模型：

其中，表示被控系统模型中第个动态方程对应的理想控制指令，跟踪误差表示为是扰动观测器针对状态信息估计的扰动参数，是观测误差，假设为切换误差，表示理想控制指令与实际控制指令之间的差值，为实际控制指令，的估计值，参数均为扰动观测器及控制器模型设计过程中可调节的参数，为扰动观测器模型设计过程中的中间量，没有实际物理意义。

5.根据权利要求4所述的多模态鲁棒自抗扰运动控制方法，其特征在于，所述根据所述被控系统信息和所述理想控制指令，确定所述被控系统的实际控制指令，包括：

当所述切换误差的绝对值在小于等于第一阈值时，将所述理想控制指令作为实际控制指令；

当所述切换误差的绝对值在大于第一阈值时，对所述理想控制指令进行修正，得到实际控制指令。