1.基于事件触发机制的非线性振荡器的自适应跟踪控制方法,其特征在于:步骤1:针对非线性振荡器,建立模型;
首先,利用力学知识建立其物理模型:其中m代表滑块质量,代表l弹簧初始长度,k代表弹性系数,d(t)代表未知的有界时变扰动,即可能存在未知的干扰力作用在滑块上,u表示控制器给滑块施加的力;控制目标是在上述参数都未知、只有滑块位移η可测的情况下,使η跟踪上参照信号yr,且最大允许误差为λ;
定义x1=η,系统(1)转化为如下系统学模型:其中 y表示系统的输出信号;
步骤2:控制器设计;
由于实际的振荡器系统中只有滑块位移是可测的,所以系统学模型(2)中只有y是已知的,将只利用系统输入输出信息来设计观测器重构系统状态;同时构造合适的自适应增益L,用于补偿系统不确定信息带来的影响;
T
式中, 是系统(1)状态x=[x1,x2] 的估计值,ai>0,i=1,2是赫尔维茨多项2
式p(s)=s+a1s+a2的系数,L是自适应增益,α是待定的常数;
下面给出控制器具体结构:其中n是可设计的常数,代表控制器触发阈值;
v(·)的定义如下:
2
bi>0,i=1,2是赫尔维茨多项式p(s)=s+b1s+b2的系数;
步骤3:确定控制器参数;
选择两组合适的赫尔维茨多项式系数a1=2,a2=1以及b1=2,b2=2,由引理1确定常数α=2;
引理1:矩阵A,B和D,T T
因为A和B是赫尔维茨矩阵,所以存在正定矩阵P=P和Q=Q满足:T
AP+PA≤‑I,DP+PD≥αI,T
BQ+QB≤‑I,DQ+QD≥αI.
其中I表示二维单位矩阵;
假设最大允许跟踪误差λ=0.1,选择参照信号yr=0.5sint,选择控制器触发阈值n=1;
实际观测器如下:
事件触发控制器如下:
最后设定仿真对象的具体参数、初始状态和扰动信号,给出仿真结果。