[发明专利]一种考虑收敛时间同步约束的抗干扰控制方法

权利要求书

1.一种考虑收敛时间同步约束的抗干扰控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：针对多输入多输出仿射系统数学模型中的未精确建模信息，设计干扰观测器在线观测不确定项，为收敛时间同步鲁棒控制器的设计奠定基础；

S2：基于S1中设计的干扰观测器，基于单位方向向量的数学原理，设计敛时间同步鲁棒控制器，用以实现各状态量随时间同步收敛；

S3：根据S1中设计的干扰观测器和S2中设计的收敛时间同步鲁棒控制器，设计多输入多输出仿射系统的全局有限状态收敛时间，利用此收敛时间约束了控制器作用在多输入多输出仿射系统的时间，实现快速稳定控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S1中，考虑多输入多输出仿射系统的数学模型如下：

其中，状态向量多输入多输出仿射系统的状态转移函数和输入函数为已知函数，表示控制输入，△表示多输入多输出仿射系统的未建模信息和外部干扰；

针对多输入多输出仿射系统的未建模信息和外部干扰，设计干扰观测器为如下形式：

其中，k₁,k₂,k₃,k₄0为观测器增益系数，z₀和z₁分别为对x和△的观测估计值，和分别为z₀和z₁关于时间的导数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S2中，设计的收敛时间同步鲁棒控制器为如下形式：

其中，控制器增益k₅为正常数，幂次系数η的取值为：

式中幂指数参数g1,p∈(0,1)，方向符号函数设计为如下形式：

其中为任意n维向量，0_n为n维零向量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据S1中设计的干扰观测器和S2中设计的敛时间同步鲁棒控制器，设计多输入多输出仿射系统的全局有限状态收敛时间，具体要求实现步骤为：

首先，设计的干扰观测器的有限收敛时间为T₁，其上界满足：

式中为正定矩阵，

设计收敛时间系数c为：

上式中λ_max(·)运算为求对应的矩阵最大特征值运算符，和为正定矩阵，是扰动误差值；

其次，设计敛时间同步鲁棒控制器的有限收敛时间为T₂，构造李雅普诺夫函数为V(x)＝kx^Tx，k0为正常数，在如果V(x₀)1(x₀为x的初始值)，则：

通过设计参数计算得到收敛时间为：

在如果V(x₀)1，则多输入多输出仿射系统的解为：

通过设计参数计算多输入多输出仿射系统的全局有限状态收敛时间为：