带有时滞和外部干扰的不稳定热方程的性能输出跟踪

摘要

工业机器人机械臂末端精确跟踪焊接路径过程中,存在关节摩擦(干扰)和通信时滞.为解决这类问题,研究一维不稳定热方程的性能输出跟踪问题,该模型含有外部未知干扰且输入端具有时滞现象.根据一阶传输方程的性质,可以将控制系统建模为热方程与传输方程构成的级联系统,传输方程可以看作是热方程系统的执行动态.系统中存在非同位结构,通过构造合适的辅助系统解决非同位结构带来的困难,通过执行动态补偿方法解决级联系统的控制问题.构造基于误差的观测器以同时估计外部干扰和系统状态,并成功设计全状态反馈律以实现系统的性能输出跟踪.最后证明设计的观测器具有适定性,构成的闭环系统具有指数稳定性.

关键词

输入时滞 / 一维热方程 / 干扰 / 输出跟踪