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专利号: 2024103760931
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2025-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能物料车自适应滑模控制策略,其特征在于,用于具有非对称输出约束的非线性系统自适应二阶滑模控制,包括以下步骤:步骤1:依据智能物料车侧滑角和偏航率参数,考虑外部扰动,建立含非匹配项和非匹配扰动的物料车横摆力矩动力学模型;

具有非匹配项和非匹配扰动的非线性二阶滑模系统的模型如下:式中,s

为设计一个基于观测器的固定时间虚拟控制器步骤2:构建滑模状态观测器和二阶固定时间扰动观测器,用于处理系统状态未知问题和补偿估计外部非匹配扰动;

步骤3:提出双层自适应机制,采用两个自适应参数分别重建未知扰动上界和未知非线性控制增益;

步骤4:构造含非对称输出约束的障碍Lyapunov函数,进而提出固定时间自适应二阶滑模方法,利用反步法递推设计虚拟控制器、自适应律和实际控制输入;

步骤4.1:选取能够满足非对称输出约束的障碍Lyapunov函数,其表达式如下:其中,p,r

步骤4.2:虚拟控制器、自适应律、实际控制输入、固定时间控制器上界稳定时间T其中,

K

步骤5:依据Lyapunov稳定性判据,代入步骤4中的虚拟控制器、自适应律和实际控制输入,验证设计的控制参数满足闭环滑模系统变量最终一致有界;依据固定时间稳定性判据,验证设计的控制参数满足闭环滑模系统固定时间稳定,得到固定时间确定性表达式,确保控制性能指标满足设计要求。

2.根据权利要求1所述的一种智能物料车自适应滑模控制策略,其特征在于,具有非匹配项和非匹配扰动的非线性二阶滑模系统有如下要求:要求1:存在已知的正常数θ和B|f(t,x)|≤θ,g(t,x)≥B要求2:非匹配项h(s

要求3:输出s

3.根据权利要求2所述的一种智能物料车自适应滑模控制策略,其特征在于,所述步骤2中滑模状态观测器的形式如下所示:其中,

4.根据权利要求3所述的一种智能物料车自适应滑模控制策略,其特征在于,所述步骤2中二阶固定时间扰动观测器的形式如下所示:其中,w

其中,

所以系统的扰动观测器的固定时间形式为:令观测器变量及其导数的误差为:e

令σ

5.根据权利要求1所述的一种智能物料车自适应滑模控制策略,其特征在于,所述步骤3中的双层自适应机制包含两个自适应参数其中,θ为非线性项f(t,x)的上界值;

6.根据权利要求1至5任一所述的一种智能物料车自适应滑模控制策略,其特征在于,所述步骤4中设计的障碍Lyapunov函数的表达式如下所示:其中,