二自由度云台非线性反步控制器设计

摘要：

针对二自由度云台的跟踪控制问题,依据反步法控制思想,提出一种基于增广李雅普诺夫函数的反步控制器设计方法.首先建立二自由度云台的非线性数学模型,并为模型的机械子系统设计了虚拟输入,根据实际控制目标求解虚拟输入的具体表达式.其次基于增广李雅普诺夫函数,引入跟踪误差将机械子系统改写为线性微分方程,利用其特征方程根的特点,推导系统实际的控制律,以及控制器参数需满足的条件.最后数值实例采用了电动云台拍摄系统远距离跟踪拍摄风电叶片表面图像,对水平和俯仰方向追踪风机叶片上某一目标点的期望轨迹进行仿真,系统经过4.05 s可达到预期跟踪性能,验证了所提方法的有效性.

关键词：非线性系统、二自由度云台、反步法、虚拟输入、增广李雅普诺夫函数、全局渐近稳定

所属期刊栏目：27

分类号：TP23(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金;黑龙江省自然科学基金项目

在线出版日期：2023-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：148-154