1.一种基于相邻交叉耦合的多电机固定时间自适应滑模控制方法,其特征在于:所述控制方法包括以下步骤:步骤1,建立多电机系统模型,初始化系统状态及控制参数,过程如下:
1.1,多电机系统模型表示成如下形式T
其中q=[q1…qn] 是电机的转角;J0=diag([J1…Jn])和ΔJ=diag([ΔJ1…ΔJn])分别是电机的给定转动惯量和不确定转动惯量; 和T
分别是电机的给定摩擦项和不确定摩擦项;G0=[G1…Gn] 和ΔG0=[ΔG1…ΔGn]T分别是电机的给定重力项和不确定重力项;u=[u1…un]T是电机输入转矩;ρ=[ρ1…ρn]T表示电机的干扰及不确定项;d=[d1…dn]T表示电机的干扰;y=q是系统的输出;
1.2,定义状态变量x1=q, 则多电机系统方程写成如下状态空间形式其中,y=x1是系统的输出;
步骤2,相邻交叉耦合控制策略设计,过程如下:
2.1,定义跟踪误差e及其各阶导数为其中 为参考轨迹,e=[e1…en]T;
2.2,定义同步误差ε及其各阶导数为其中,
2.3,定义耦合误差E及其各阶导数为其中,E=[E1…En]T,A=I+λT,λ=diag([λ1…λn]),I为n×n的单位矩阵;
步骤3,固定时间自适应滑模控制器设计,过程如下:
3.1,设计如下固定时间滑模面其中,k1>0,k2>0,a2>1,1<a1<2-1/a2为滑模参数,且S=[s1…sn]T;
3.2,对干扰及不确定项的假设如下假设 i=1,2…n,则 为 的上界,bi0+bi1|si|为 的上界,其中 bi0和bi1为上界参数;则对 的上界估计通过对上界参数的估计来完成,表达式为 其中, 和 为参数bi0和bi1的估计,为 的上界估计,且
3.3,根据式(6),设计固定时间滑模控制器其中,α>0,β>0,γ1>1,0<γ2<1为控制器参数;φ为辅助函数;
3.4,设计如下自适应律
其中,sign(·)为符号函数,η>0,δ>1/2为自适应估计律参数; 和 为 和 的一阶导数;
3.5,设计李雅普诺夫函数:对Vi求导并将式(6)-(9)代入式(10),得则判定系统是固定时间
稳定的。