资源描述：
《受控拉格朗日函数方法综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第38卷第2期自动化学报Vol.38,No.22012年2月ACTAAUTOMATICASINICAFebruary,2012受控拉格朗日函数方法综述吴凡1耿志勇1摘要受控拉格朗日函数(ControlledLagrangians,CL)方法是一种以能量观点设计简单力学系统镇定控制律的方法.自1997年正式提出以来,CL法在理论及应用上都得到了发展.理论上包括研究CL法的可行性,针对特定类系统简化CL法设计,利用CL法解决镇定之外的控制问题.应用上主要是将CL法用于多种实际力学系统,尤其是欠驱动力学系统的控制.本综述将介绍CL法的主要思想与理论;回顾各控制研究团队所作理
2、论与应用推广;讨论关于CL法一些尚存的问题以及未来研究方向.关键词简单力学系统,能量整形,匹配,非线性镇定DOI10.3724/SP.J.1004.2012.00145ASurveyforControlledLagrangianMethod11WUFanGENGZhi-YongAbstractThemethodofcontrolledLagrangian(CL)hasbeendevelopedtostabilizesimplemechanicalsystemsbasedonenergyshaping.Sincetheintroductionofthiscontroll
3、erdesignmethodologyin1997,manytheoreticaldevelopmentsandpracticalapplicationshavebeenreportedintheliterature.Thetheoreticaldevelopmentsincludeaseriesofcriteriaforitsapplicability,specialshortcutsthatareusefulwhendealingwithparticularclassesofsystems,andtheincorporationofadditionalfeatur
4、estohandlecontrolscenariosotherthanjuststabilization.Ontheapplicationside,themethodhasbeenappliedtoawidevarietyofpracticalmechanicalcontrolsystems,especiallyunderactuatedsystems.Thepurposeofthissurveyistoreviewthefundamentalideaandtheoryofthiscontrollerdesignmethodology,researchdevelopm
5、entsachievedbydi®erentresearchgroups,aswellastodiscussthecurrentopenproblemsandfutureresearchdirections.KeywordsSimplemechanicalsystems,energyshaping,matching,nonlinearstabilization所有的线性系统总是相似的,每个非线性系统的拉格朗日结构,这种思想称为能量整形(Energy都呈现各自不同的非线性",一个控制学家可以如此shaping)".根据控制目标,能量整形使得闭环能量引用列夫·托尔斯泰
6、.非线性系统的控制律设计一函数具有期望的性质.以镇定为例,一个最基本的要直是控制界研究的核心问题.线性控制理论在线性求就是闭环能量函数在期望平衡点处取极值.能量系统中的成功应用不可能在非线性系统的控制中重整形最早由Takegaki等[1]提出,其利用反馈重塑势现,人们找不到可以处理各种非线性的通用的控制能,并用于机械臂的控制.这种思想随后在哈密尔顿律设计方法.非线性力学系统是一类有明确物理背框架下得到发展,Schaft[2]使用辛几何研究了力学景的非线性系统,其动态行为与系统的能量直接相系统的能量整形,展示了几何力学在控制中的作用.关.从能量的观点来考虑力学系统的控制
7、,常常能利在拉格朗日框架下,Bloch等[3]使用黎曼几何研究用系统本身的物理性质,使控制律设计得到简化且了能量整形,针对一类欠驱动简单力学系统设计了具有物理含义,提高控制性能.在力学系统镇定中常动能整形镇定算法,将其命名为受控拉格朗日函数用的耗散控制,正是受启发于阻尼注入的思想.(ControlledLagrangians,CL)方法".简单力学系统,其拉格朗日函数为动能减势能与传统的控制方法相比,基于能量整形的CL(能量为动能加势能),是一类有着广泛应用背景的法具有物理含义,不依赖于一些纯粹技术上的方法,力学系统.受控拉格朗日函数方法是一种针对
