[发明专利]状态变量增减的多模型平滑稳定切换控制方法

摘要

本发明公开一种状态变量增减的多模型平滑稳定切换控制方法，包括如下步骤：S1、将系统运动控制模型分解为多个子模型,构建运动控制模型集；S2、根据所述子模型的特征设置控制策略以及切换控制律；S3、根据运动系统各状态是否达到预期的控制品质要求判断是否进行切换；若达到要求，则不切换；若没有达到要求，则依据步骤S2中的切换策略进行切换。本发明先将系统运动控制模型分解为多个子模型,构建运动控制模型集，再根据所述子模型的特征设置控制策略和切换控制律，从而能有效解决切换前后由于状态变量的增减而引起的抖动现象，且便于实施和验证，并有效减少切换过程的计算量，提高切换系统切换过程的稳定性。

主权项

1.一种状态变量增减的多模型平滑稳定切换控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将系统运动控制模型分解为多个子模型,构建运动控制模型集；S2、根据所述子模型的特征设置控制策略；S3、根据运动系统各状态是否达到预期的控制品质要求判断是否进行切换；若达到要求，则不切换；若没有达到要求，则依据步骤S2中的控制策略进行切换；设切换系统表达式为： M i : x · i = f i ( x i ) + g i ( x i ) δ i M j : x · j = f j ( x j ) + g j ( x j ) δ j - - - ( 1 ) ]]>设模型切换顺序为从模型Mi切换到Mj记作其中表切换的方向，切换后系统状态空间发生变化，由状态向量空间xi换到向量空间xj，即系统从某一运动控制模式切换为另一运动控制模式后系统状态变量发生变化；定义1：若表达式(1)中，当系统由模型Mi切换到模型Mj后，系统的状态向量空间xi包含于状态向量空间xj即切换后的状态向量空间xi包含于向量空间xj即切换后的状态空间在原状态空间的基础上扩展，则称为状态变量增加的多模型切换；定义2：若表达式(1)中，当系统由模型Mi切换到模型Mj后，为状态变量增加的多模型逆向切换，即切换后的状态空间在原状态空间的基础上缩减，则称为状态变量减少的多模型切换；所述步骤S2中需根据所述定义1和定义2判断切换过程是状态变量增加的多模型切换或是状态变量减少的多模型切换；若切换过程是状态变量减少的多模型切换，设切换前的子模型为：M1:切换后子模型为：M2:设模型M1的控制律可分解为： δ 1 = k 11 ( x ~ 1 ) x ~ 1 + k 12 ( x 2 ) x 2 ]]>模型M2的控制律为： δ 2 = k ~ 22 ( x 2 ) x 2 ]]>k12(x2)与为控制参数则所述控制策略中加权多模型切换控制律δ＝α(t)δ1+β(t)δ2(α(t)+β(t)＝1)；其中，加权因子与t∈(0,τ)τ为预期切换时间；若切换过程是状态变量增加的多模型切换，设切换前的子模型为：M2:切换后子模型为：M1:设模型M1的控制律可分解为： δ 1 = k 11 ( x ~ 1 ) x ~ 1 + k 12 ( x 2 ) x 2 ]]>模型M2的控制律为： δ 2 = k ~ 22 ( x 2 ) x 2 ]]>k12(x2)与为控制参数则所述控制策略中加权多模型切换控制律δ＝α(t)δ2+β(t)δ1(α(t)+β(t)＝1)；其中，加权因子与t∈(0,τ)τ为预期切换时间。