含齿隙离散时间系统的模糊自适应控制

孙国法，张国巨，赵尔全

(青岛理工大学 信息与控制工程学院，青岛 266525)

在诸如液压伺服阀、电动伺服系马达等含齿轮传动的执行机构中，齿隙是普遍存在的非线性因素，它的存在往往会导致系统出现延迟、颤振等现象。TAO等[1-2]最早针对离散时间系统与连续时间系统建立了自适应齿隙逆模型，然而该非平滑齿隙逆指标函数可能会引起系统颤振。针对这一局限性，ZHOU等[3]构造了光滑的自适应齿隙逆模型并设计自适应输出反馈控制器，有效避免了可能的颤振情况。上述齿隙补偿方案建立在参数恒定或慢时变情况下，若齿隙参数时变，这些方案可能性能表现不佳。为解决这一问题，INDRIAWATI[4]研究了执行器齿隙未知、控制方向未知的多输入多输出系统，利用Nussbaum函数进行控制方案的设计。HE等[5]考虑到未知参数齿隙的非线性与不连续性，提出了一种自适应齿隙逆模型来处理齿隙非线性特性，修正齿隙参数的不匹配性。此外，LIU等[6]考虑了执行机构齿隙参数时变的情况，基于机器人机械臂系统，引用模糊逻辑建立了模糊齿隙模型，并设计自适应跟踪补偿方案。

实际操作系统大都会受到未知外部扰动的影响，因此控制器性能及系统稳定性会受到影响。基于扰动观测器的控制方法最早由OHISHI[7]提出，并且被认为是扰动抑制最有研究价值的方法之一。SHAO等[8]针对含未知外界扰动与系统不确定性无人机系统，研究了基于扰动观测器的离散神经网络控制问题。CHEN等[9]为消除扰动对系统的影响，设计了高阶积分滑模控制器，有效抑制了扰动影响。……