[发明专利]一种同时估计系统状态和扰动输入的输出反馈控制方法

摘要

本发明公开了一种同时估计系统状态和扰动输入的输出反馈控制方法，涉及自动化控制领域，特别是系统状态不可测或测量受限条件下，空间机械臂的轨迹跟踪鲁棒控制。本发明方法对解决部分状态不可测或测量受限系统的鲁棒控制问题，将LSO与UDE结合，利用其之间存在的耦合，在提升系统控制性能的同时，扩大了LSO增益参数的选取范围，所设计的参数映射大大简化了控制器调参问题，即可以实现单参数调节系统误差。

主权项

1.一种同时估计系统状态和扰动输入的输出反馈控制方法，该方法用于空间机械臂的轨迹跟踪控制系统，该系统的动力学模型为：/n /n其中，(x₁,x₂)^T是系统状态，即空间机械臂的位置和速度，x₁是输出反馈为x₁(t)的缩写，表示空间机械臂的线位置或角位置，x₂是x₁的导数，表示空间机械臂的线速度或角速度，g(x₁)是已知的控制输入增益，v(t)∈R是系统的控制输入，f(x₁,t)∈R是一个已知的非线性项，d(x₁,x₂,t)是未知的外部输入干扰，表示x₁的二阶导数；表示一阶导数，表示二阶导数；/n则该系统为：其中，为的简写，d为d(x₁,x₂,t)的简写，u表示控制律为u(t)的简写，其中：u(t)＝g(x₁)v(t)-f(x₁,t)；/n该空间机械臂的轨迹跟踪控制系统的控制律u为：/n /n其中,K_P、K_I、K_D分别表示PID控制方法中的比例增益、积分增益、微分增益，e₁表示跟踪轨迹误差，表示对应的估计值，x_1d表示期望的轨迹，e₁(τ)表示τ时刻对应的跟踪误差轨迹；/n该空间机械臂的轨迹跟踪控制系统的输出反馈x₁为：/n /n其中：C＝[1 0]，K为输出反馈的增益向量；为外部输入干扰的估计值。/n