最大反馈线性化下的TORA系统非奇异镇定控制器设计

本文主要探讨了基于最大反馈线性化的非奇异镇定控制策略在TORA（Translational Oscillator with Rotating Actuator）系统中的应用。TORA系统因其旋转部件的特点，其动力学行为通常是非线性的，这给控制系统的设计带来了挑战。针对这一问题，研究者首先利用拉格朗日方程构建了TORA系统的数学模型，这是一种描述系统运动状态和力矩平衡关系的重要工具。 在模型建立的基础上，作者采用了微分代数方法来求解具有最大相对阶的虚拟输出函数。这个虚拟输出函数的选择至关重要，因为它能最大程度地揭示系统的内在动态特性，从而便于后续的反馈线性化处理。通过反馈线性化技术，原本的非线性系统被转换成一个具有稳定内动态的三阶线性系统，这样的系统更容易进行控制器设计。 极点配置方案在此时发挥了作用，它是一种有效的控制器设计手段，通过调整系统的极点位置，可以确保系统达到期望的稳定性。然而，由于线性化过程中可能出现的奇异值问题，研究者引入了梯度动力学方法来调整控制器，有效地解决了这个问题，避免了控制律在某些特殊情况下失效。 最终，通过详细的仿真分析，研究者验证了基于最大反馈线性化的非奇异控制器在实际运行中的有效性。这种控制方案不仅提高了系统的稳定性能，还确保了控制的鲁棒性和可靠性，对于实际的TORA系统控制有着重要的理论和实践意义。 本文的工作为解决TORA系统的非线性镇定问题提供了一种创新的解决方案，它结合了反馈线性化、极点配置和梯度动力学优化等先进技术，为这类系统的精确控制提供了新的思路和技术支持。在未来的研究和实际应用中，这种控制策略有望得到更广泛的应用和进一步的优化。