1.一种带有输入饱和的伺服系统自适应参数辨识与控制方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1,建立含输入饱和的位置伺服系统模型,初始化系统状态及控制参数,过程如下:
1.1,位置伺服系统模型表示如下:其中,kt是系统的力矩系数;J是转动惯量;B是粘滞摩擦系数;θ表示电机角位置,是系统输出;ω是电机转速;i表示力矩电流,是系统输入;
1.2,考虑系统饱和,电机饱和输入改写成i=sat(u),u是系统的实际输入,sat(u)的形式写成:其中,umax是系统的最大输入;
1.3,定义x1=θ, 将式(2)改写成:其中,
步骤2,参数误差信息的提取,过程如下:
2.1,将式(3)写成如下形式:其中,
2.2,定义 将Φ和 进行滤波如下操作:其中,Φf、 分别是Φ和 滤波后的值;Φf(0)、 分别是Φf、 的初值;r是调节参数;
由式(4)和式(5)得:
2.3,定义两个动态方程P和Q如下:其中,l是调节参数;P(0)、Q(0)分别是P和Q的初值;
由式(7)得:
2.4,由(6)和(8)得到关于参数误差的信息如下:Q=PΘ (9)
步骤3,基于改进型指数趋近律的控制律设计,过程如下:
3.1,定义滑模趋近律为:其中,s是滑模变量;D(s)=δ0+(1-δ0)e-β|s|,δ0和β是正调节参数,且δ0≤1;k是增益参数;
3.2,定义跟踪误差为e=x1-xd,则 其中xd是系统的参考位置信号,设计滑模变量为:则s求导得:
3.3,定义输入相关函数φ(u)=sat(u)-u,则φ(u)是有界的,且满足如下条件:|φ(u)|≤c1+c2|e|+c3e2 (14)其中,c1、c2、c3是未知边界的变量;
3.4,设计系统的控制律为:其中, 分别是c1、c2、c3的估计值;
3.5, 的估计律设计如下:其中,p1、p2、p3是调节参数;
3.6,定义 其中γ1、γ2是正常数,则有系统未知参数的辨识律设计为:
3.7,定义李雅普诺夫函数如下:其中,
分别表示a1、b1、c1、c2、c3各变量的估计误差, 分别表示a1、b1、c1、c2、c3各变量的估计值;
对式(20)求导得:
3.8,将式(13)-(20)代入式(21)知, 系统渐近稳定。