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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：一种基于极点配置的反步控制方法，属于非线性系统控制领域。为了解决目前反步控制方法不能对闭环系统的瞬态响应进行分析和设计的问题。本发明所述首先针对被控对象建立n维非线性系统状态空间模型；根据系统的状态变量x1和目标信号构建误差变量z1，针对i＝2,3,…,n，根据系统的状态变量xi和待设计的虚拟控制函αi‑1构建误差变量zi；然后利用反步法设计虚拟控制函数，将虚拟控制函数代入误差系统模型，得到新的误差系统模型；利用新的误差系统模型设计控制器u，并利用极点配置设计控制器参数，得到不同的系统瞬态响应过程。本发明用于非线性系统的目标跟踪控制。

主权项：1.一种基于极点配置的反步控制方法，其特征在于，针对于被控对象，建立n维非线性系统状态空间模型，基于利用极点配置设计好的控制器参数对应的控制器u进行控制；被控对象为临界阻尼系统或者欠阻尼系统；所述的控制器u的设计过程包括以下步骤：步骤一、建立n维非线性系统状态空间模型，该系统中有n个状态变量xi，1个控制输入以及一个给定的目标信号yd；建立的n维非线性系统的状态空间模型具体形式为： 其中，x1,x2,…,xn代表系统的状态变量，代表系统状态变量x1,x2,…,xn的一阶导数，y为系统输出；fix1,x2,…,xi和fnx1,x2,…,xn为已知的非线性光滑函数，简记为f1,f2,…,fn；u表示系统控制输入信号，控制目的为设计系统控制输入u使系统输出跟踪给定的目标信号yd；步骤二、根据系统的状态变量x1和目标信号yd构建误差变量z1；针对i＝2,3,…,n,根据系统的状态变量xi和待设计的虚拟控制函αi-1构建误差变量zi；步骤三、利用步骤二中定义的误差变量建立误差系统模型，利用反步法设计虚拟控制函数；利用误差变量建立误差系统模型为： 其中，表示虚拟控制函数α1,α2,…,αn-1的一阶导数；步骤四、将步骤三中设计的虚拟控制函数代入误差系统模型，得到新的误差系统模型；步骤五、基于新的误差系统模型，利用极点配置设计控制器u； 其中，m1,m2,…,mn为控制器参数，用于配置系统极点；步骤六、利用极点配置设计控制器参数当被控对象为临界阻尼系统时，控制器参数如下： 其中，控制器中间参数k＞0，符号C表示组合；当被控对象为欠阻尼系统时，控制器参数如下： 其中，符号C表示组合，控制器中间参数α,β＞0，控制器中间参数k＞＞α。

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百度查询： 哈尔滨工业大学 一种基于极点配置的反步控制方法