一种基于边界扰动观测器的柔性立管反步边界控制方法

摘要

本发明公开了一种基于边界扰动观测器的柔性立管反步边界控制方法，该控制方法步骤如下：通过哈密顿原理获取柔性立管的动力学模型及边界条件并将其转化为具有下三角特征的标准状态空间表达式形式；根据柔性立管的动力学模型利用反步技术构建候选李雅普诺夫函数并设计虚拟控制；设计处理时变边界扰动的边界扰动观测器，同时将其应用为柔性立管的前馈补偿器；制定辅助系统用于补偿柔性立管输入饱和特性带来的影响；优化修正候选李雅普诺夫函数并运用李雅普诺夫直接法证明系统稳定性，从而得到一种能有效抑制振动的边界控制方法。本发明能够有效抑制柔性立管的振动偏移，运用边界扰动观测器能避免颤振问题，使得立管更加稳定。