基于积分障碍李雅普诺夫函数的电机自适应反步控制研究

摘要

针对电机的输出、状态需要限制在一定范围内等约束条件，并且存在非线性未知动力学因素影响系统控制性能的问题，提出了一种基于积分障碍李雅普诺夫函数的自适应反步控制算法。首先，算法设计采用反步控制设计方法，通过构造积分障碍李雅普诺夫函数来保证输出和状态满足约束要求。其次，通过设计自适应控制器用于直流电机系统的未知动态补偿，保证系统具有良好的动态性能和稳态性能，从而实现输出角位移快速跟踪期望值，输出角位移和状态(角速度、电枢电压)始终保持在预期范围内，且跟踪误差随时间呈指数下降。最后，通过仿真实验进一步证明所提控制算法的有效性。仿真结果表明所提控制方法可使系统在约束限制和不确定因素下具有良好的控制精度和适应性，为机器人电机在状态约束、未知参数等情况下的精准定位和快速响应提供新的思路。

关键词

电机控制 / 积分障碍李雅普诺夫函数 / 自适应反步控制