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文档简介

Backstepping介绍及其在主动悬架控制中的应用,1、backstepping介绍,Backstepping（反演，反步）是将Lyapunov函数的选取与控制器的设计相结合的一种递归设计方法。它通过从系统的最低阶次微分方程开始，引入虚拟控制的概念，一步一步设计满足要求的虚拟控制，最终设计出真正的控制律。,应用及技术发展,Backstepping自适应控制方法在改善过渡过程品质方面展现出较大的潜力,除航空航天领域外,在液压控制、电机控制、机器人控制、船舶控制等许多工业控制领域,反演自适应控制的应用在国内外均有大量报道Backstepping自适应控制，backstepping模糊控制，backstepping滑模控制，backstepping神经网络控制。,基本思想,Backstepping的基本设计思想是将复杂的非线性系统分解成不超过系统阶数的子系统，然后单独设计每个子系统的部分Lyapunov函数，在保证子系统具有一定收敛性的基础上获得子系统的虚拟控制律，在下一个子系统的设计中，将上一个子系统的虚拟控制律作为这个子系统的跟踪目标。相似于上个子系统的设计，获得该子系统的虚拟控制律；以此类推，最终获得整个闭环系统的实际控制律，且结合Lyapunov稳定性分析方法来保证闭环系统的收敛性,李雅普诺夫函数,V1=*z12V2=V1+*z22Vn=(*zn2),输出为，希望输出跟踪0，定义跟踪误差,构造李雅普诺夫函数，则有,由，通过适当的反馈（虚拟）使系统达到稳定，但系统的解不一定满足，再次引入误差,设计李雅普诺夫函数，使v1渐进稳定,利用虚拟反馈定义n个误差变量,控制器设计过程1,第一步设计虚拟反馈则,若z2=0，则z1渐进稳定，但一般情况下z20，所以需要进一步引入虚拟控制2，使其误差z2具有期望的渐进稳定,控制器设计过程2,第二步设计虚拟反馈则有,控制器设计过程3,第n-1步,控制器设计过程4,第n步,车辆主动悬架控制,非线性,主动悬架控制思路,1、建立动力学模型2、选取控制目标(x1车身位移，x3车轮位移)：（1）e=x1(车身加速度跟踪0)（2）e=x1-x31（x31时变非线性滤波后的车轮位移）（3）e=w1*x1+w2*x3(w1、w2分线性滤波和时变非线性滤波)3、完成控制器设计4、simulink仿真,256e-6路面不平度C级路面，10m/s车速车身加速度：蓝色：backstepping
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