基于生物启发模型的欠驱动水平TORA系统的有界输入镇定控制

作     者：潘昌忠 崔臣臣 周兰 熊培银 陈君 PAN Chang-zhong;CUI Chen-chen;ZHOU Lan;XIONG Pei-yin;CHEN Jun

作者机构：湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201 

出 版 物：《控制与决策》 (Control and Decision)

年 卷 期：2022年第37卷第5期

页      面：1153-1159页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 0836[工学-生物工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(62173138) 湖南省自然科学基金项目(2019JJ50157,2020JJ4314) 湖南省教育厅科研项目(20A186)。 

主　　题：TORA 饱和约束 生物启发模型 欠驱动系统 有界输入 镇定控制 

摘      要：针对欠驱动水平TORA(translational oscillators with rotating actuator)系统,提出一种基于生物启发模型的有界输入控制方法,实现系统在执行器存在饱和约束情况下的镇定控制.首先,根据水平TORA系统的动力学模型分析系统的无源特性,进而给出系统的控制目标;接着,基于无源特性构造一种新颖的Lyapunov函数,在此基础上设计一种结构简单的非线性状态反馈控制器;然后,考虑执行器的饱和约束条件,引入受生物启发建立的神经动力学模型,利用该模型的有界平滑输出特性,设计一种改进的状态反馈控制器;最后,根据LaSalle不变性原理对系统的稳定性进行严格的数学分析和证明.与其他方法相比,所提方法不仅考虑了执行器的饱和约束问题,而且设计的控制算法简单高效,易于工程实现.仿真与对比结果表明,所提方法具有更好的控制性能.