1.基于事件触发的单连杆机械臂系统实际跟踪的控制方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
步骤1、建立系统空间状态模型;
对单连杆机械臂系统进行分析,建立系统的动态描述方程:其中,q1、q2分别表示t时刻连杆位移、电机转子位移,·、··分别表示一次求导与两次求导,Jl、Jm分别表示连杆惯性、电机转子惯性,k0代表弹性常数,g代表重力常数,m代表连接质量,l0代表质心,Fl、Fm分别表示连杆、电子转子的粘性摩擦系数,控制u代表马达传递的扭*
矩,u为未知有界干扰;
设置控制目标为:在只有连杆位移q1可测的情况下,使q1跟踪参照信号yr,最大允许误差为λ,连杆跟踪参照信号yr满足 定义状态η1=q1,η2=q2, 和将系统的动态模型转换为空间状态表达:其中, 是一个已知的常数,y是系统的输出信号;
*
定义x5=u , 和 将系统的空间状态表达转换为下三角结构的形式:
步骤2、设计观测器;
设计如公式(4)所示高增益观测器:T
其中 是公式(3)中状态x=[x1,x2,x3,x4,x5] 的估计值,a1、a2、a3、
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a4、a5均大于0,是赫尔维茨多项式p(s)=s +a1s +a2s +a3s +a4s+a5的系数, L为自适应增益,τ为大于0的常数;
步骤3、设计基于事件触发的输出反馈控制器;
基于经典控制方法,引入动态增益,并补偿系统中的扰动项,得到控制器:
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其中k1、k2、k3、k4均大于0,是赫尔维茨多项式p(s)=s+k1s+k2s+k3s+k4的系数;
设计事件触发决策机制:
其中tk代表上一控制转换时刻,tk+1代表即将要控制转换的时刻,γ>0是可设计的参数代表控制器触发阈值,当 满足事件触发决策才传输控制信号,否则一直沿用tk时刻的控制信号;
得到基于事件触发的控制器:
2.如权利要求1所述基于事件触发的单连杆机械臂系统实际跟踪的控制方法,其特征*
在于:u为传感器造成的未知有界干扰。
3.如权利要求1或2所述基于事件触发的单连杆机械臂系统实际跟踪的控制方法,其特*
征在于:u≤c,c为大于0的常数。
4.如权利要求1所述基于事件触发的单连杆机械臂系统实际跟踪的控制方法,其特征在于:高增益观测器中的自适应增益L用于补偿系统不确定信息和扰动带来的影响以及使得跟踪误差保持在预先设定的范围内。
5.如权利要求1所述基于事件触发的单连杆机械臂系统实际跟踪的控制方法,其特征在于:设置两组赫尔维茨多项式系数分别为a1=2,a2=10,a3=6,a4=10.2,a5=1以及k1=
5,k2=5,k3=6,k4=5。