[发明专利]一种基于Lyapunov的超声波电机模型参考自适应控制系统

摘要

本发明涉及一种基于Lyapunov的超声波电机模型参考自适应控制系统，属于超声波电机控制技术领域。本发明通过在闭环比例控制器和超声波电机模型之间增设一辅助控制器，该辅助控制器与超声波电机模型串联组成广义被控对象，参考模型的动态部分只需与广义被控对象的动态部分相同即可，使得参考模型不再与被控对象（超声波电机）模型有密切关系，参考模型的增益和动态部分均可与被控对象模型不同，从而使得参考模型能够准确反应期望特性，使Lyapunov控制方法能够应用到超声波电机的控制系统中，同时又采用基于Lyapunov的自适应律，使得对闭环比例控制器的可调增益kc进行在线自适应调整的计算量小，从而有助于提高该系统的运行效率，降低系统成本。

主权项

1.一种基于Lyapunov的超声波电机模型参考自适应控制系统，其特征在于：该自适应控制系统包括闭环比例控制器、参考模型、超声波电机模型、自适应律模块和辅助控制器，所述的辅助控制器设置在闭环比例控制器和超声波电机模型之间，辅助控制器的输入端与闭环比例控制器的输出端相连，辅助控制器的输出端与超声波电机模型的输入端相连，所述的参考模型为k_m为模型的增益部分，A(s)/B(s)为模型的动态部分，该参考模型的输入为超声波电机转速的给定值N_ref，输出为N_m；所述的超声波电机模型为k_p为模型的增益部分，N(s)/D(s)为模型的动态部分，该超声波电机模型的输入为辅助控制控制器的输出，超声波电机模型的输出为n；所述的闭环比例控制器的可调增益为k_c，k_c的变化由自适应律模块控制；所述的辅助控制器模型为其输入为k_cN_ref；所述的自适应律模块采用的是基于Lyapunov的自适应律，自适应律为其中e是参考模型的输出和超声波电机模型的输出之间的误差，N_ref为超声波电机转速的给定值，e=N_m-n，λ为Lyapunov函数中的系数，且λ>0。