[发明专利]一种非线性系统的准逆系统控制方法

摘要

本发明公开一种非线性系统的准逆系统控制方法，方法步骤为，首先将被控系统按照控制目标与输入量、状态量之间的关系建立数学模型；然后将原被控系统近似转化为可逆系统和另一系统的组合，求出可逆系统的逆系统，将原系统输入结合被控系统的实时状态量，通过上述逆系统的映射直接得到新的系统控制目标；同时将反馈量结合被控系统的实时状态量经过同样的逆系统映射，进行反馈PID控制，再将PID控制后的输出量作为原被控系统的输入量，从而实现对原被控系统的近似线性控制，即使得被控系统具有准线性化特征。本发明方法可以实现全局范围内的准线性化，以及快速、稳定的控制，并最终实现全局性能指标的优化控制。

主权项

一种非线性系统的准逆系统控制方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一，对被控系统进行建模：定义x1、x2、…、xn为被控系统的状态量，u为输入量，系统控制目标y与系统状态量、输入量之间关系的数学方程为：y=f(x1,x2,…,xn,u)；步骤二，将系统控制目标y近似转化为可逆系统与另一系统的组合，即：y≈g(x1,x2,…,xn,u)•h(x1,x2,…,xn,u)上式中，g(x1,x2,…,xn,u)为可逆系统，h(x1,x2,…,xn,u)为另一系统；步骤三，求出可逆系统g(x1,x2,…,xn,u)的逆系统g‑1(x1,x2,…,xn,y)，然后将原系统控制目标给定值yref作为上述逆系统函数的输入量，结合被控系统的实时状态量，经逆系统函数u′=g‑1(x1,x2,…,xn,y)映射后，直接得到新的系统控制目标给定值uref′；步骤四，基于新的系统控制目标给定值uref′进行PID控制；同时，在每一个采样时刻，检测被控系统的实时状态量（x1,x2,..xn）和实时输出量y0，通过u0′=g‑1(x1,x2,…,xn,y0)的函数映射得到反馈控制的反馈量，与新的系统控制目标给定值uref′进行比较，根据比较结果进行反馈控制；步骤五，将经PID控制后的输出量作为原被控系统的输入量u，进而实现对原被控系统的控制，即使得原被控系统具有准线性系统的特征。