CN108287475A - 一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，包括：获取柔性弦线系统的动力学特征，并根据所述动力学特征，构建柔性弦线系统模型；构建边界扰动和无限维扰动观测器用以减弱外部扰动影响；根据所述柔性弦线系统模型，结合李雅普诺夫方法构建边界控制器和分布式控制器；对带有边界控制和分布式控制的柔性弦线系统进行稳定性分析和数字仿真，根据仿真结果来调节系统的设计参数，达到良好的控制性能。本发明能够有效抑制边界扰动和无限维扰动，使得柔性弦线系统工作更加稳定。

Description

一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法。

背景技术

柔性弦线系统广泛应用于机械工程中，如吊车、海洋安装及系泊系统、直升机吊索系统等。由于弦线的分布式柔性性质，柔性弦线系统在实际工作中处于电机的励磁和外界环境干扰等因素的作用下会产生振动，然而，不必要的振动会降低柔性弦线系统的性能，影响系统的生产效率。

现有技术中，在柔性弦线系统中采用主动控制通常被认为是用来稳定柔性结构系统的一种经济有效的方法，因为它能快速响应控制策略变化、具有较好的控制性能且能拒绝外部扰动的影响。但是，现有技术并没有很好地考虑边界扰动和无限维分布式扰动对柔性弦线系统的影响，使得柔性弦线系统存在较大的局限性。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，能够有效抑制边界扰动和无限维扰动，使得柔性弦线系统工作更加稳定。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，包括如下步骤：

获取柔性弦线系统的动力学特征，并根据所述动力学特征，构建柔性弦线系统模型；

根据所述柔性弦线系统模型，构建边界控制器和分布式控制器；

获取所述柔性弦线系统的相关参数，并根据所述相关参数，利用所述边界控制器和所述分布式控制器得到所述柔性弦线系统的边界控制器作用和分布式控制器作用；

基于所述柔性弦线系统模型，根据所述边界控制器作用和所述分布式控制器作用，由所述边界控制器和所述分布式控制器驱动执行结构向所述柔性弦线系统施加控制力。

进一步地，所述的针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述柔性弦线系统模型，构建所述柔性弦线系统的Lyapunov函数；

验证Lyapunov函数的正定性，得出所述柔性弦线系统符合Lyapunov意义下的稳定；

验证Lyapunov函数一阶导数的负定性，得出所述柔性弦线系统最终渐进稳定。

进一步地，所述的针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，其特征在于，还包括：

利用MATLAB仿真软件对所述柔性弦线系统进行数字仿真，得到仿真结果；

根据所述仿真结果验证对所述柔性弦线系统施加控制动作后的控制效果是否符合预设要求；

若所述控制效果符合所述预设要求，则结束该操作；

若所述控制效果不符合所述预设要求，则修正所述相关参数，重新进行数字仿真。

进一步地，所述根据所述仿真结果验证对所述柔性弦线系统施加控制动作后的控制效果是否符合预设要求，具体为：

当不加入所述边界控制器作用和所述分布式控制器作用时，无控制器对所述柔性弦线系统施加控制力，得到第一控制效果；

当加入所述边界控制器作用和所述分布式控制器作用时，利用所述边界控制器和所述分布式控制器驱动执行机构对所述柔性弦线系统施加控制力，得到第二控制效果；

根据预设要求，将所述第一控制效果和所述第二控制效果进行比对验证。

进一步地，所述若所述控制效果不符合所述预设要求，则修正所述相关参数，重新进行数字仿真，具体为：

修正所述相关参数，根据所述相关参数验证所述Lyapunov函数和Lyapunov函数一阶导数的正定性和负定性，并利用MATLAB仿真软件对所述柔性弦线系统进行数字仿真。

进一步地，所述动力学特征包括柔性弦线系统的动能、所述柔性弦线系统的势能，以及非保守力对所述柔性弦线系统所做的虚功；其中，

所述动能为：

其中，m为控制器质量，z(L,t)为弦线在右边界处的振动偏移量，ρ为单位长度质量，L为柔性弦线的长度，z(x,t)为t时刻在位置x处柔性弦线的振动偏移量；

所述势能为：

其中，T为柔性弦线的张力；

所述虚功为：

其中，δ为变分符号，U(t)为边界控制器的控制力，u(x,t)为分布式控制器控制力，f(x,t)和d(t)分别为柔性弦线系统的无限维扰动和边界扰动，δW_m(t)＝U(t)δz(L,t)为边界控制力做的虚功，为分布式控制力做的虚功，为无限维扰动和边界扰动做的虚功；

所述柔性弦线系统模型为：

z(0,t)＝0；

其中，

其中，为所述柔性弦线系统的控制方程；z(0,t)＝0，为所述柔性弦线系统的边界条件。

进一步地，所述根据所述柔性弦线系统模型，构建边界控制器和分布式控制器，具体为：

设计边界扰动观测器和无限维扰动观测器分别为：

其中，η₁,η₂>0，和分别为边界扰动估计值和无限维扰动估计值；

根据所述边界扰动观测器和所述无限维扰动观测器，构建边界控制器和分布式控制器分别为：

其中，k为控制参数。

进一步地，所述相关参数值包括所述柔性弦线系统的振动偏移量、测量边界扰动估计值和无限维扰动估计值，以及边界控制器和分布式控制器的控制参数。

进一步地，所述获取所述柔性弦线系统的相关参数，并根据所述相关参数，利用所述边界控制器和所述分布式控制器得到所述柔性弦线系统的边界控制器作用和分布式控制器作用，具体为：

利用移动传感器测量所述柔性弦线系统的振动偏移量；

利用边界扰动观测器和无限维扰动观测器分别测量边界扰动估计值和无限维扰动估计值；

将所述柔性弦线系统的振动偏移量、边界扰动估计值和无限维扰动估计值，以及边界控制器和分布式控制器的控制参数，代入所述边界控制器和所述分布式控制器，得到所述边界控制器作用和所述分布式控制器作用。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，包括：获取柔性弦线系统的动力学特征，并根据所述动力学特征，构建柔性弦线系统模型；构建边界扰动和无限维扰动观测器用以减弱外部扰动影响；根据所述柔性弦线系统模型，结合李雅普诺夫方法构建边界控制器和分布式控制器；对带有边界控制和分布式控制的柔性弦线系统进行稳定性分析和数字仿真，根据仿真结果来调节系统的设计参数，达到良好的控制性能。本发明能够有效抑制边界扰动和无限维扰动，使得柔性弦线系统工作更加稳定。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法的流程示意图；

图2是本发明第二实施例中的一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法的流程示意图；

图3是基于本发明第二实施例的另一针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法的流程示意图；

图4是本发明第二实施例中的柔性弦线的受力分析示意图；

图5是本发明第二实施例中的未加入干扰拒绝控制时，柔性弦线系统的振动仿真示意图；

图6是本发明第二实施例中的加入干扰拒绝控制后，柔性弦线系统的振动仿真示意图；

图7是本发明第二实施例中的无限维扰动观测器的估计误差仿真示意图；

图8是本发明第二实施例中的边界扰动观测器的估计误差仿真示意图；

图9是本发明第二实施例中的分布式控制的输入仿真示意图；

图10是本发明第二实施例中的边界控制的输入仿真示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一实施例：

请参阅图1，图1是本发明第一实施例提供的一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法的流程示意图。

所述针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，包括如下步骤：

S101、获取柔性弦线系统的动力学特征，并根据所述动力学特征，构建柔性弦线系统模型。

在本实施例中，所述动力学特征包括柔性弦线系统的动能、所述柔性弦线系统的势能，以及非保守力对所述柔性弦线系统所做的虚功；其中，

所述动能为：

其中，m为控制器质量，z(L,t)为弦线在右边界处的振动偏移量，ρ为单位长度质量，L为柔性弦线的长度，z(x,t)为t时刻在位置x处柔性弦线的振动偏移量；

所述势能为：

其中，T为柔性弦线的张力；

所述虚功为：

其中，δ为变分符号，U(t)为边界控制器的控制力，u(x,t)为分布式控制器控制力，f(x,t)和d(t)分别为柔性弦线系统的无限维扰动和边界扰动，δW_m(t)＝U(t)δz(L,t)为边界控制力做的虚功，为分布式控制力做的虚功，为无限维扰动和边界扰动做的虚功；

所述柔性弦线系统模型为：

z(0,t)＝0；

其中，

其中，为所述柔性弦线系统的控制方程；z(0,t)＝0，为所述柔性弦线系统的边界条件。

需要说明的是，所述柔性弦线系统模型建立后，需要确定所述柔性弦线系统模型的相关参数，并结合参数控制柔性弦线运行。

S102、根据所述柔性弦线系统模型，构建边界控制器和分布式控制器。

在本实施例中，所述根据所述柔性弦线系统模型，构建边界控制器和分布式控制器，具体为：

设计边界扰动观测器和无限维扰动观测器分别为：

其中，η₁,η₂>0，和分别为边界扰动估计值和无限维扰动估计值。

需要说明的是，设计边界控制器U(t)和分布式控制器u(t)时，需要考虑控制柔性弦线到达指定位置的功能，即在保证柔性弦线系统稳定的前提下，边界控制器和分布式控制器对柔性弦线系统的不良振动加以抑制以实现最小化振动的效果。基于此，根据所述边界扰动观测器和所述无限维扰动观测器，构建边界控制器和分布式控制器分别为：

其中，k为控制参数。

需要说明的是，控制参数k可以通过预先训练得到，即预先通过MATLAB软件对闭环弦线系统(4)-(9)进行仿真训练，其目的是确保柔性弦线施加控制后的振动偏移量小于控制前振动偏移量z(x,t)；因此，得到满足训练目标的k即为本实施例所需的控制参数。

S103、获取所述柔性弦线系统的相关参数，并根据所述相关参数，由所述边界控制器和所述分布式控制器驱动执行机构向所述柔性弦线系统施加控制力。

在本实施例中，首先获取所述柔性弦线系统的相关参数，并根据所述相关参数，利用所述边界控制器和所述分布式控制器得到所述柔性弦线系统的边界控制器作用和分布式控制器作用,然后基于所述柔性弦线系统模型，根据所述边界控制器作用和所述分布式控制器作用，由所述边界控制器和所述分布式控制器驱动执行结构向所述柔性弦线系统施加控制力。

其中，所述相关参数值包括所述柔性弦线系统的振动偏移量、测量边界扰动估计值和无限维扰动估计值，以及边界控制器和分布式控制器的控制参数。

所述获取所述柔性弦线系统的相关参数，并根据所述相关参数，利用所述边界控制器和所述分布式控制器得到所述柔性弦线系统的边界控制器作用和分布式控制器作用，具体为：

利用移动传感器测量所述柔性弦线系统的振动偏移量；

利用边界扰动观测器和无限维扰动观测器分别测量边界扰动估计值和无限维扰动估计值；

将所述柔性弦线系统的振动偏移量、边界扰动估计值和无限维扰动估计值，以及边界控制器和分布式控制器的控制参数，代入所述边界控制器和所述分布式控制器，得到所述边界控制器作用和所述分布式控制器作用。

可以理解的是，在t时刻，采用位移传感器测量得到柔性弦线在t时刻在位置x处的振动偏移量z(x,t)，再通过历史数据可以得到的值。

可以理解的是，将得到的实时参数z(x,t)，控制参数k,η₁,η₂的值带入式(6)-(9)得到任意边界控制器U(t),分布式控制器u(t)，驱动执行机构再根据控制器向柔性弦线施加作用力，抑制系统振动。

本实施例提供的一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，包括：获取柔性弦线系统的动力学特征，并根据所述动力学特征，构建柔性弦线系统模型；构建边界扰动和无限维扰动观测器用以减弱外部扰动影响；根据所述柔性弦线系统模型，结合李雅普诺夫方法构建边界控制器和分布式控制器；对带有边界控制和分布式控制的柔性弦线系统进行稳定性分析和数字仿真，根据仿真结果来调节系统的设计参数，达到良好的控制性能。本发明能够有效抑制边界扰动和无限维扰动，使得柔性弦线系统工作更加稳定。

本发明第二实施例：

请参阅图2，图2是本发明第二实施例中的一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法的流程示意图。

本实施例，在本发明提供的第一实施例的基础上，提供的一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，至少包括如下步骤：

S201、获取柔性弦线系统的动力学特征，并根据所述动力学特征，构建柔性弦线系统模型。

S202、根据所述柔性弦线系统模型，构建边界控制器和分布式控制器。

S203、获取所述柔性弦线系统的相关参数，并根据所述相关参数，由所述边界控制器和所述分布式控制器驱动执行机构向所述柔性弦线系统施加控制力。

S204、基于所述柔性弦线系统模型，构建带控制器的柔性弦线系统的李雅普诺夫函数，并根据所述李雅普诺夫函数，验证所述柔性弦线系统的稳定性。

在本实施例中，根据所述柔性弦线系统模型，构建所述柔性弦线系统的Lyapunov函数，然后验证Lyapunov函数的正定性，得出所述柔性弦线系统符合Lyapunov意义下的稳定。并进一步验证验证Lyapunov函数一阶导数的负定性，得出所述柔性弦线系统符合渐进稳定。

需要说明的是，在本实施例中，对所述柔性弦线系统进行稳定性分析，具体如下。

定义柔性弦线系统的Lyapunov(李雅普诺夫)函数V(t)：

V(t)＝V₁(t)+V₂(t)+V₃(t)+V₄(t)； (10)

其中，

式(11a)表示能量项。

式(11b)表示附加项。

式(11c)表示交叉项。

式(11d)表示估计误差项。

利用均值不等式对式(11c)的V₃(t)放缩得：

其中，

由γ和λ的取值范围，可得，

联立式(13)和式(14)得，

所以，式(12)可化简为，

-εV₁(t)≤V₃(t)≤εV₁(t)； (16)

将式(14)代入式(16)，可得，

0＜ε₁V₁(t)≤V₁(t)+V₃(t)≤ε₂V₁(t)； (17)

结合式(10)，进一步得到，

0≤x₁[V₁(t)+V₂(t)+V₄(t)]≤V(t)≤x₂[V₁(t)+V₂(t)+V₄(t)]； (18)

其中，x₁＝min(ε₁，1)＞0，x₂＝min(ε₂，1)＞0。

对式(10)的李雅普诺夫函数V(t)求时间的导数，得到：

对V₁(t)求微分，应用σ＞0同时将式(4)式(6)代入，可得：

其中，σ₁＞0。

对V₂(t)的微分，应用均值不等式同时将式(4)、式(6)代入可得：

对V₃(t)的微分，将式(4)代入，由均值不等式可得：

求V₄(t)对时间的导数，将式代入，由均值不等式可得：

将式(20)-(23)代入式(19),可以得到：

结合式(15)、式(24)，参数λ、γ、k、σ₁、η₁和η₂满足式(15)，并同时满足以下条件

π₄＝η₁-1＞0； (30)

根据式(24)-(32)可得：

其中，

由式(24)和式(33)，进一步得到，

其中，x＝(x₃/x₂)。

对式(34)从0积分到t，可得，

对V₁(t)，式(18)引用定理对于Φ(x,t)∈R,且(x,t)∈[0,L]x[0,+∞]若它满足Φ(0,t)＝0则成立，可得，

将式(35)代入式(36)的范围内，可得：

由此可得，Lyapunov的函数V(t)是正定的,且是负定的，因此得出结论：柔性弦线系统已经处于有界稳定状态。

S205、当判断所述柔性弦线系统满足预设的稳定性要求时，利用MATLAB仿真软件对所述柔性弦线系统进行数字仿真，得到仿真结果。

S206、根据所述仿真结果验证对所述柔性弦线系统施加控制动作后的控制效果是否符合预设要求；若所述控制效果符合所述预设要求，则结束该操作；若所述控制效果不符合所述预设要求，则修正所述相关参数，重新进行数字仿真。

在本实施例中，需要说明的是，修正所述相关参数，根据所述相关参数验证所述Lyapunov函数和Lyapunov函数一阶导数的正定性和负定性，并利用MATLAB仿真软件对所述柔性弦线系统进行数字仿真。其中，所述相关参数值包括所述柔性弦线系统的振动偏移量、测量边界扰动估计值和无限维扰动估计值，以及边界控制器和分布式控制器的控制参数。

请参阅图3，图3是基于本发明第二实施例的另一针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法的流程示意图。

在本实施例中，所述根据所述仿真结果验证对所述柔性弦线系统施加控制动作后的控制效果是否符合预设要求，具体为：

当不加入所述边界控制器作用和所述分布式控制器作用时，无控制器对所述柔性弦线系统施加控制力，得到第一控制效果；

当加入所述边界控制器作用和所述分布式控制器作用时，利用所述边界控制器和所述分布式控制器驱动执行机构对所述柔性弦线系统施加控制力，得到第二控制效果；

根据预设要求，将所述第一控制效果和所述第二控制效果进行比对验证。

其中，所述若所述控制效果不符合所述预设要求，则修正所述相关参数，重新进行数字仿真，具体为：

修正所述相关参数，根据所述相关参数验证所述Lyapunov函数和Lyapunov函数一阶导数的正定性和负定性，并利用MATLAB仿真软件对所述柔性弦线系统进行数字仿真。

需要说明的是，请参阅图4，图4是本发明第二实施例中的柔性弦线的受力分析示意图。

为了更有条理地说明本实施例的技术内容，对柔性弦线结构及控制系统工作原理进行介绍。如图4所示，柔性弦线系统结构主要为一柔性弦，边界控制器在图4中用控制力U(t)来简化表示，分布式控制器在图4中用控制力u(x,t)来简化表示，边界控制器和分布式控制器主要由传感器、控制器和驱动装置构成。传感器包含位移传感器和扰动观测器，用于对柔性弦线的实时参数进行测量，本实施例中，位移传感器测量柔性弦线的振动幅值而扰动观测器测量柔性弦线的扰动估计值，控制器再根据上述参数，计算得到控制力，从而以驱动控制器做出相应控制动作，实现干扰拒绝控制。

在本实施例中，通过Matlab仿真软件对柔性弦线系统进行仿真时，利用有限差分法逼近所述柔性弦线系统的数值解。所述柔性弦线系统的参数是:ρ＝0.1kg/m,m＝2.0kg,L＝1.0m和T＝5N,初始条件是:0。

其中，f(x,t)和d(t)分别按以下形式给出，

此时系统的仿真只取决于建模时的控制方程与边界条件，可以作出系统在指定运动条件下的振动图像。在不加控制作用时，系统会呈现出外界干扰等因素作用下运动的状态，表现为在外界环境的影响下，柔性弦线出现较大的振动偏移。为了达到控制目的，将在系统中引入边界控制器U(t),分布式控制器u(x,t)，对加入控制器后的系统进行仿真，可以得到在控制器作用下系统的振动图像。

本实施例中，先对不加入控制的柔性弦线系统进行仿真，柔性弦线系统的振动仿真图如图5所示，图5是本发明第二实施例中的未加入干扰拒绝控制时，柔性弦线系统的振动仿真示意图。图5中，在外界环境等因素的影响下，没有施加控制作用的柔性弦线系统出现了严重的震荡。随着系统位置的逐渐增大，伴随着系统的持续震荡。这时，不良的振动和形变将会对系统性能造成严重破坏，影响系统的工作性能。因此，在设计控制器时，必须考虑抑制振动在允许范围之内，甚至彻底消除系统振动。

然后，对加入边界控制器U(t),分布式控制器u(x,t)的柔性弦线系统进行仿真，其对应的仿真图如图6所示，图6是本发明第二实施例中的加入干扰拒绝控制后，柔性弦线系统的振动仿真示意图。控制参数和扰动观测器参选为k＝20，η₁＝20，η₂＝5。如图6所示，在加入控制作用后，系统偏移量急剧减小，大约5s时接近于0，并最终能使系统稳定在它的平衡位置附近，可以看出，柔性弦线振动得到了有效地抑制。这说明了设计的控制器有较好的控制性能，系统的不稳定状态能够得到显著抑制，达到我们所需要求。从而，实现了对柔性弦线系统的干扰拒绝控制。

在本实施例中，无限维扰动观测器和边界扰动观测器测量到的估计误差如图7和图8所示，其中图7是本发明第二实施例中的无限维扰动观测器的估计误差仿真示意图。图8是本发明第二实施例中的边界扰动观测器的估计误差仿真示意图。

图9和图10分别是边界控制器和分布式控制器的输入仿真图。从稳定性分析过程中，得知柔性弦线系统状态在说设计控制器作用下最终有界，柔性弦线系统能保持在稳定状态下运行，而根据Lyapunov法可知，此时的边界控制器U(t)和分布式控制器u(t)也将有界。如图9和图10所示，直观地反映了边界控制器U(t)和分布式控制器u(t)的控制输入的有界性，从而进一步证明了整个控制器的有效性。

从图5到图10中，可得出结论,柔性弦线的干扰拒绝控制系统设计，控制的作用下显著抑制了边界扰动和无限维扰动，柔性弦线系统在平衡位置附近波动,干扰控制器显著地抑制柔性弦线的振动，柔性弦线系统工作更加稳定。

本实施例提供的一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，包括：获取柔性弦线系统的动力学特征，并根据所述动力学特征，构建柔性弦线系统模型；构建边界扰动和无限维扰动观测器用以减弱外部扰动影响；根据所述柔性弦线系统模型，结合李雅普诺夫方法构建边界控制器和分布式控制器；对带有边界控制和分布式控制的柔性弦线系统进行稳定性分析和数字仿真，根据仿真结果来调节系统的设计参数，达到良好的控制性能。本发明能够有效抑制边界扰动和无限维扰动，使得柔性弦线系统工作更加稳定。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

Claims (9)

1.一种针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取柔性弦线系统的动力学特征，并根据所述动力学特征，构建柔性弦线系统模型；

根据所述柔性弦线系统模型，构建边界控制器和分布式控制器；

获取所述柔性弦线系统的相关参数，并根据所述相关参数，利用所述边界控制器和所述分布式控制器得到所述柔性弦线系统的边界控制器作用和分布式控制器作用；

基于所述柔性弦线系统模型，根据所述边界控制器作用和所述分布式控制器作用，由所述边界控制器和所述分布式控制器驱动执行结构向所述柔性弦线系统施加控制力。

2.根据权利要求1所述的针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述柔性弦线系统模型，构建所述柔性弦线系统的Lyapunov函数；

验证Lyapunov函数的正定性，得出所述柔性弦线系统符合Lyapunov意义下的稳定；

验证Lyapunov函数一阶导数的负定性，得出所述柔性弦线系统最终渐进稳定。

3.根据权利要求1所述的针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，其特征在于，还包括：

利用MATLAB仿真软件对所述柔性弦线系统进行数字仿真，得到仿真结果；

根据所述仿真结果验证对所述柔性弦线系统施加控制动作后的控制效果是否符合预设要求；

若所述控制效果符合所述预设要求，则结束该操作；

若所述控制效果不符合所述预设要求，则修正所述相关参数，重新进行数字仿真。

4.根据权利要求3所述的针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，其特征在于，

所述根据所述仿真结果验证对所述柔性弦线系统施加控制动作后的控制效果是否符合预设要求，具体为：

当不加入所述边界控制器作用和所述分布式控制器作用时，无控制器对所述柔性弦线系统施加控制力，得到第一控制效果；

当加入所述边界控制器作用和所述分布式控制器作用时，利用所述边界控制器和所述分布式控制器驱动执行机构对所述柔性弦线系统施加控制力，得到第二控制效果；

根据预设要求，将所述第一控制效果和所述第二控制效果进行比对验证。

5.根据权利要求3所述的针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，其特征在于，所述若所述控制效果不符合所述预设要求，则修正所述相关参数，重新进行数字仿真，具体为：

修正所述相关参数，根据所述相关参数验证所述Lyapunov函数和Lyapunov函数一阶导数的正定性和负定性，并利用MATLAB仿真软件对所述柔性弦线系统进行数字仿真。

6.根据权利要求1所述的针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，其特征在于，所述动力学特征包括柔性弦线系统的动能、所述柔性弦线系统的势能，以及非保守力对所述柔性弦线系统所做的虚功；其中，

所述动能为：

其中，m为控制器质量，z(L,t)为弦线在右边界处的振动偏移量，ρ为单位长度质量，L为柔性弦线的长度，z(x,t)为t时刻在位置x处柔性弦线的振动偏移量；

所述势能为：

其中，T为柔性弦线的张力；

所述虚功为：

其中，δ为变分符号，U(t)为边界控制器的控制力，u(x,t)为分布式控制器控制力，f(x,t)和d(t)分别为柔性弦线系统的无限维扰动和边界扰动，δW_m(t)＝U(t)δz(L,t)为边界控制力做的虚功，为分布式控制力做的虚功， 为无限维扰动和边界扰动做的虚功；

所述柔性弦线系统模型为：

z(0,t)＝0；

其中，

其中，为所述柔性弦线系统的控制方程；z(0,t)＝0，为所述柔性弦线系统的边界条件。

7.根据权利要求1所述的针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，其特征在于，所述根据所述柔性弦线系统模型，构建边界控制器和分布式控制器，具体为：

设计边界扰动观测器和无限维扰动观测器分别为：

其中，η₁,η₂>0，和分别为边界扰动估计值和无限维扰动估计值；

根据所述边界扰动观测器和所述无限维扰动观测器，构建边界控制器和分布式控制器分别为：

其中，k为控制参数。

8.根据权利要求1所述的针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，其特征在于，所述相关参数值包括所述柔性弦线系统的振动偏移量、测量边界扰动估计值和无限维扰动估计值，以及边界控制器和分布式控制器的控制参数。

9.根据权利要求1或8所述的针对柔性弦线的干扰拒绝控制方法，其特征在于，所述获取所述柔性弦线系统的相关参数，并根据所述相关参数，利用所述边界控制器和所述分布式控制器得到所述柔性弦线系统的边界控制器作用和分布式控制器作用，具体为：

利用移动传感器测量所述柔性弦线系统的振动偏移量；

利用边界扰动观测器和无限维扰动观测器分别测量边界扰动估计值和无限维扰动估计值；

将所述柔性弦线系统的振动偏移量、边界扰动估计值和无限维扰动估计值，以及边界控制器和分布式控制器的控制参数，代入所述边界控制器和所述分布式控制器，得到所述边界控制器作用和所述分布式控制器作用。