[发明专利]一种多自由度磁悬浮平面电机自适应学习滑模控制方法

权利要求书

1.一种多自由度磁悬浮平面电机自适应学习滑模控制方法，其特征在于：

步骤1：利用磁悬浮平面电机的动态解耦模型将多自由控制模型转化为相互独立的单自由度模型，针对单自由度模型建立包含不确定项和外部干扰的通用系统参数模型；

步骤2：根据通用系统参数模型，结合期望运动轨迹，构建自适应滑模控制器模型，滑模控制器中的鲁棒项可以用于抑制外部干扰带来的影响；并针对系统参数模型中不确定项设计不确定项的迭代学习补偿项，将迭代学习补偿项与滑模控制项以并行的方式合并，得到自适应迭代学习滑模控制器模型；

步骤2所述自适应滑模控制器模型：

其中为第k次自适应滑模控制器输出，s_k为滑模面，为系统参数估计结果，为模型补偿项，w_k为鲁棒项，g_s为线性反馈系数；

步骤2所述不确定项的迭代学习补偿项，具体定义为：

其中，q为迭代学习率，为第k-1次迭代学习的结果，为第k此迭代学习的结果；

步骤2所述自适应迭代学习滑模控制器模型，具体定义为：

其中u_k为第k次自适应迭代学习滑模控制器输出；

步骤3：通过Lyapunov直接方法对自适应迭代学习滑模控制器模型分别进行稳定性分析、误差收敛性分析；

步骤4：将控制算法应用于实际磁悬浮平面电机系统，在存在外部干扰的情况下进行轨迹跟踪，验证该控制算法的有效性。

2.根据权利要求1所述的多自由度磁悬浮平面电机自适应学习滑模控制方法，其特征在于：步骤1所述磁悬浮平面电机的动态解耦模型，具体定义为：

其中各项的定义为M＝diag[M_m，M_m，M_m，I_xx，I_yy，I_zz]

X＝[^sx，^sy，^sz，α，β，γ]^T

G＝[0，0，M_mg，0，0，0]^T

U＝[^sF_x，^sF_y，^sF_z，^sT_x，^sT_y，^sT_z]^T，

其中，M_m为动子质量，I_xx、I_yy、I_zz为转动惯量，^sx、^sy、^sz为各方向位移，α、β、γ为绕各轴的旋转，g为重力加速度，^sF_x、^sF_y、^sF_z和^sT_x、^sT_y、^sT_z分别为各方向的力和力矩；

步骤1所述将多自由度控制模型转化为相互独立的单自由度模型，具体过程为：根据电流与磁力之间的解耦矩阵Γ，利用Γ^-1可以完成对各个线圈的电流进行分配，从而实现各个自由度之间控制的相互独立；

步骤1所述建立包含不确定项和外部干扰的独立单自由度模型，具体定义为：

其中θ为系统参数，x为系统状态量，f(x，t)为系统未建模不确定项，Δ_d为非重复性外部干扰。