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龙图腾网恭喜中国科学院光电技术研究所申请的专利一种基于误差的虚拟复合轴扰动抑制反步控制设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119310919B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411877749.4，技术领域涉及：G05B19/042；该发明授权一种基于误差的虚拟复合轴扰动抑制反步控制设计方法是由邓久强;李嘉晨;段倩文;庄山林;缪礼;毛耀设计研发完成，并于2024-12-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于误差的虚拟复合轴扰动抑制反步控制设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于误差的虚拟复合轴扰动抑制反步控制设计方法，属于信号跟踪与处理领域。本发明提出的技术方法不依赖输入信号和额外的传感器，仅利用误差信息进行运作，能够等效地模拟复合轴机构的功能。其误差抑制特性融合了双轴抑制特性，有效提升了跟踪性能。同时结合具有扰动抑制的反步控制策略，进一步提高轨迹跟踪性能，解决虚拟复合轴中存在的扰动和不确定性问题，其跟踪精度提高31.89%，改进后的反步控制的扰动抑制性能提高了73.87%，使其满足在实际工程单物理轴系统中的应用。

本发明授权一种基于误差的虚拟复合轴扰动抑制反步控制设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于误差的虚拟复合轴扰动抑制反步控制设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤（1）：针对目标位置、速度和加速度均未知且不能直接测量而导致无法使用复合轴结构的跟踪系统，设计虚拟复合轴结构；步骤（2）：使用改进反步控制法对虚拟复合轴结构存在的总扰动进行估计消除；步骤（3）：对虚拟复合轴结构的物理轴和虚拟轴的稳定性进行分析，得到第一约束条件，确认跟踪系统是否满足第一约束条件；步骤（4）：对改进反步控制法的稳定性进行分析，得到第二约束条件，确认跟踪系统是否满足第二约束条件；步骤（5）：当跟踪系统同时满足第一约束条件以及第二约束条件时，计算虚拟复合轴结构的跟踪误差特性以及扰动抑制特性，判断是否满足跟踪系统的跟踪误差传递函数以及总扰动，若不满足，重新执行步骤（1）-步骤（4），若满足，结束设计；其中，所述步骤（1）中的虚拟复合轴结构的被控对象模型满足： ，其中，表示虚拟轴结构的被控对象，表示物理轴被控对象，，表示虚拟轴结构的被控对象与物理轴被控对象之间存在的不确定性差异；所述步骤（2）中所述虚拟复合轴结构存在的总扰动包括跟踪系统外界的外部扰动和建模存在的内部不确定性；所述步骤（3）中第一约束条件为： ，当虚拟复合轴系统中的虚拟轴控制器满足上式时，判定跟踪系统是稳定的，其中表示拉普拉斯算子，表示系统跟踪传递函数的极点，表示虚拟轴结构的被控对象，是复数的实部，表示在复平面上的位置；所述步骤（4）中第二约束条件为：构造对状态向量具有连续一阶偏导的标量李雅普诺夫函数，，以及围绕状态空间原点的吸引区Ω，使所有非零状态向量满足如下条件： ， ，对任意非零状态向量；且总扰动的导数的估计值满足，的三次导满足：则使原系统平衡的状态向量在Ω域内为渐进稳定；其中，参数，表示反步设计过程中需要用到的跟踪误差量，为扰动估计误差，表示李雅普诺夫函数沿着系统轨迹的时间导数，是可调参数，表示对于非零状态在吸引区内，李雅普诺夫函数的导数不恒等于零，即系统状态不会静止在非零状态；所述步骤（5）中当系统为单轴驱动时，其跟踪误差传递函数为：，虚拟复合轴结构的跟踪误差特性表示为： ，式中，表示物理轴被控对象，表示物理轴控制器，表示虚拟轴结构的被控对象，表示虚拟轴控制器，表示系统跟踪传递函数；所述步骤（5）中扰动抑制特性表示为：总扰动导数的估计值满足。

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