铜陵学院;浙江华邦物联技术股份有限公司潘慧慧获国家专利权
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龙图腾网获悉铜陵学院;浙江华邦物联技术股份有限公司申请的专利一种变增益分数阶快速终端滑模控制方法及系统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:CN119270633B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16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:202411147668.9,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种变增益分数阶快速终端滑模控制方法及系统是由潘慧慧;高鹏;魏伟;虞振勇;叶圆圆;张红卫;董子利设计研发完成,并于2024-08-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种变增益分数阶快速终端滑模控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种变增益分数阶快速终端滑模控制方法及系统,涉及滑模控制技术领域,包括结合分数阶微积分理论和非线性函数构建一种新型变增益分数阶快速终端滑模面,避免奇异性问题,进一步提高系统在滑动阶段的收敛速度;利用反双曲正弦函数设计新型幂次趋近律,使得系统在趋近阶段有着较快的趋近速度;设计快速终端滑模干扰观测器以快速准确观测非线性系统中的总扰动,并将观测出的扰动值实时补偿到控制器中;结合滑模面、趋近律和干扰观测器,得到新型变增益分数阶快速终端滑模控制器。本发明提出的变增益分数阶快速终端滑模控制方法具有良好的动态响应特性、较快的收敛速度和较高的控制精度。
本发明授权一种变增益分数阶快速终端滑模控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种变增益分数阶快速终端滑模控制方法,其特征在于:包括,针对含不确定性扰动的二阶非线性系统,结合分数阶微积分理论和非线性函数,构建变增益分数阶快速终端滑模面;利用反双曲正弦函数设计幂次趋近律;搭建快速终端滑模干扰观测器,观测所述二阶非线性系统中的总扰动,并将总扰动实时补偿至变增益分数阶快速终端滑模控制器中;结合所述变增益分数阶快速终端滑模面、所述幂次趋近律和所述快速终端滑模干扰观测器,得到变增益分数阶快速终端滑模控制器;通过所述变增益分数阶快速终端滑模控制器,完成一类二阶非线性系统的抗扰动控制;所述含不确定性扰动的二阶非线性系统的方程如下: 其中,x1和x2表示系统的状态变量,x=[x1,x2]T,fx和gx≠0为连续函数,u为控制输入,d为总扰动;总扰动d及其一阶微分均有界,满足|d|≤L1,其中,L1和L2为正常数;所述非线性函数的具体公式如下: 其中,x为系统的状态变量,x=[x1,x2]T,c1、c2、η为常数;对非线性函数Hx取一阶微分,得到: 其中,为非线性函数Hx的一阶微分,c1、c2、η为常数,x为系统的状态变量,x=[x1,x2]T;所述变增益分数阶快速终端滑模面的具体公式如下: 其中,x1为系统的状态变量,D为分数阶微积分算子,μ、λ、r1、r2、β为常数,sig·为自定义函数,sig·*=|·|*sign·,sign·为符号函数,Hx1为非线性函数;所述利用反双曲正弦函数设计幂次趋近律,具体公式如下: 其中,s为滑模函数,为滑模函数的一阶微分,asinh·为反双曲正弦函数,sign·为符号函数,k1、k2、k3、l、σ1、σ2、θ为常数;所述快速终端滑模干扰观测器的具体公式如下: 其中,x2为系统的状态变量,d为总扰动,和分别是x2和d的估计值,Ω和I为辅助变量,sig·为自定义函数,sig·*=|·|*sign·,sign·为符号函数,κ1、κ2、α1、α2、ξ1、ξ2、ξ3、β1、β2为常数;所述变增益分数阶快速终端滑模控制器的具体公式如下: 其中,为总扰动d的估计值,μ、λ、β、r1、r2、k1、k2、k3、l、σ1、σ2为常数,asinh·为反双曲正弦函数,sig·为自定义函数,sig·*=|·|*sign·,sign·为符号函数,为非线性函数Hx1的一阶微分,Hx1为非线性函数,s为滑模函数,x1为系统的状态变量。
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