CN113253614B - 控制非线性闭环系统的方法及其主动控制器的设计方法 - Google Patents

控制非线性闭环系统的方法及其主动控制器的设计方法 Download PDF

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CN113253614B CN202110688638.9A CN202110688638A CN113253614B CN 113253614 B CN113253614 B CN 113253614B CN 202110688638 A CN202110688638 A CN 202110688638A CN 113253614 B CN113253614 B CN 113253614B
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Abstract

本发明提供一种控制非线性闭环系统的方法及其主动控制器的设计方法，涉及控制技术领域。一种控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法，包括：根据机械结构建立哈密顿模型；根据所述哈密顿模型建立互联‑阻尼配置的无源控制系统；根据所述互联‑阻尼配置的无源控制系统设计使用相对信息的用于非线性闭环系统的主动控制器模型；对所述主动控制器模型的参数进行调控；得到最终主动控制器；所述非线性闭环系统为二自由度悬架模型系统。根据本发明实施例的技术方案，采用易于测量的相对信息对非线性系统进行控制，同时建立控制器参数设计方法，形成闭环主动控制系统，提升减震效果。

Description

控制非线性闭环系统的方法及其主动控制器的设计方法
技术领域
本发明涉及控制技术领域，具体而言，涉及一种控制非线性闭环系统的方法及其主动控制器的设计方法。
背景技术
减振设计是机械设计中的基础领域，其目的是抑制车身的振动从而在保证乘坐舒适性与车辆方向操纵能力的前提下，控制车辆在运动时轮胎的受力以及产生的冲击噪声的数值。
为了将减震效果控制在4Hz-8Hz，且人体感受到的振动频率满足ISO2631条款对人体敏感频率范围的规定，而将研究重点放在了对簧下质量与道路状态的控制与测量上。因此需要采用传感器进行测量并通过复杂的控制律进行计算与控制。现有技术例如天棚控制方法，存在忽视簧下质量的振动与对方向操纵能力造成影响的问题；一些对天棚控制进行改进的方法和控制主动力的方法也是在假定所有数据均可测量出绝对数值的情况下才可实现，然而普通的传感器仅能测出部分数据的相对数值。现有技术大多没有研究非线性系统，然而车辆上的大部分零件，例如弹簧和减震器的振动特征均为非线性的。
因此需要提供一种主动控制方法，在保证良好的车辆乘坐舒适性与抓地能力的前提下，采用相对信息即可对非线性系统进行分析与控制。
发明内容
本发明旨在提供一种基于相对信息对非线性闭环系统的主动控制器设计方法，能够实现使用相对信息对非线性闭环系统进行主动控制。
本发明的结构特征和其优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。
根据本发明的一方面，提出一种控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法，包括以下步骤：
根据机械结构建立哈密顿模型；
根据所述哈密顿模型建立互联-阻尼配置的无源控制系统；
根据所述互联-阻尼配置的无源控制系统设计使用相对信息的用于非线性闭环系统的主动控制器模型；
对所述主动控制器模型的参数进行调控；
得到最终主动控制器。
根据一些实施例，所述非线性闭环系统为二自由度悬架模型系统。
根据一些实施例，所述哈密顿模型为：
Figure 505671DEST_PATH_IMAGE001
Figure 456571DEST_PATH_IMAGE002
其中为哈密顿函数；q为相对位置， p为绝对动量；所述机械结构具有P结构、C结构、W结构，所述P结构可转动地设置在所述C结构上，所述C结构可移动地设置在所述W结构上，
Figure 888690DEST_PATH_IMAGE003
为所述P结构相对所述C结构的旋转角度，
Figure 841602DEST_PATH_IMAGE004
为所述C结构相对所述W结构的位移；
Figure 435395DEST_PATH_IMAGE005
为控制对象关于位移
Figure 873591DEST_PATH_IMAGE006
的势能，
Figure 109401DEST_PATH_IMAGE007
为控制对象关于位移
Figure 916820DEST_PATH_IMAGE008
的势能； M为惯性矩阵，
Figure 947093DEST_PATH_IMAGE009
为关于
Figure 607006DEST_PATH_IMAGE006
的惯性矩阵，
Figure 380927DEST_PATH_IMAGE010
；
Figure 308432DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 509606DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 922395DEST_PATH_IMAGE013
为所述P结构、所述C结构、所述W结构的质量，
Figure 968849DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 16439DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 919673DEST_PATH_IMAGE016
为方便计算而根据所述
Figure 554179DEST_PATH_IMAGE017
设计的指定参数；
Figure 669903DEST_PATH_IMAGE018
,
Figure 837579DEST_PATH_IMAGE019
为所述C结构与所述W结构之间的弹力系数，l为所述P结构到转点的距离。
根据一些实施例，所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标哈密顿函数为：
Figure 380556DEST_PATH_IMAGE020
其中
Figure 225060DEST_PATH_IMAGE021
为所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标哈密顿函数；
Figure 144474DEST_PATH_IMAGE022
为所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标势能;
Figure 166657DEST_PATH_IMAGE023
为所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标惯性矩阵。
根据一些实施例，所述主动控制器模型的控制输入表达式为：
Figure 382000DEST_PATH_IMAGE024
其中S、
Figure 489633DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 947159DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 558269DEST_PATH_IMAGE027
为方便运算而根据所述
Figure 210092DEST_PATH_IMAGE028
而设定的指定参数，
Figure 539443DEST_PATH_IMAGE029
为方便运算而根据所述
Figure 535080DEST_PATH_IMAGE030
、
Figure 697DEST_PATH_IMAGE031
、
Figure 321957DEST_PATH_IMAGE032
而设定的指定参数，
Figure 374489DEST_PATH_IMAGE033
其中，
Figure 173817DEST_PATH_IMAGE034
为
Figure 759520DEST_PATH_IMAGE036
在互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标；
Figure 986102DEST_PATH_IMAGE037
为
Figure 525930DEST_PATH_IMAGE038
在互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标；c为控制对象的
Figure 128949DEST_PATH_IMAGE006
方向的泵或者摩擦项；
Figure 569158DEST_PATH_IMAGE039
是所述
Figure 966641DEST_PATH_IMAGE013
在
Figure 492300DEST_PATH_IMAGE006
方向的摩擦系数，
Figure 134897DEST_PATH_IMAGE040
是所述
Figure 695191DEST_PATH_IMAGE013
在
Figure 263575DEST_PATH_IMAGE041
方向的摩擦系数，
Figure 542110DEST_PATH_IMAGE042
是所述
Figure 988397DEST_PATH_IMAGE013
的平方在
Figure 403198DEST_PATH_IMAGE006
方向的摩擦系数；
Figure 408063DEST_PATH_IMAGE043
、
Figure 908315DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 627134DEST_PATH_IMAGE045
为
Figure 162021DEST_PATH_IMAGE036
对应所述
Figure 72208DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 59755DEST_PATH_IMAGE046
、
Figure 859564DEST_PATH_IMAGE047
的相应的值；
Figure 248957DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 330045DEST_PATH_IMAGE049
、
Figure 70468DEST_PATH_IMAGE050
为
Figure 131090DEST_PATH_IMAGE051
对应所述
Figure 640569DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 158138DEST_PATH_IMAGE052
、
Figure 120278DEST_PATH_IMAGE053
的相应的值；
Figure 250170DEST_PATH_IMAGE054
为控制对象的
Figure 348576DEST_PATH_IMAGE004
方向的泵或者摩擦项； u为所述主动控制器模型的输入；
Figure 37047DEST_PATH_IMAGE055
、
Figure 752062DEST_PATH_IMAGE056
、
Figure 420066DEST_PATH_IMAGE057
为
Figure 638557DEST_PATH_IMAGE043
、
Figure 497929DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 169082DEST_PATH_IMAGE045
关于
Figure 906356DEST_PATH_IMAGE006
的导数；
Figure 979354DEST_PATH_IMAGE058
、
Figure 744048DEST_PATH_IMAGE059
、
Figure 168076DEST_PATH_IMAGE060
为
Figure 912303DEST_PATH_IMAGE061
、
Figure 370966DEST_PATH_IMAGE049
、
Figure 306561DEST_PATH_IMAGE050
关于
Figure 952306DEST_PATH_IMAGE006
的导数；
Figure 765804DEST_PATH_IMAGE062
是目标系统在
Figure 813394DEST_PATH_IMAGE006
方向的摩擦系数，
Figure 185470DEST_PATH_IMAGE063
是影响所述C结构绝对位移的摩擦系数。
根据一些实施例，所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标势能表达式为：
Figure 318511DEST_PATH_IMAGE064
其中
Figure 935699DEST_PATH_IMAGE065
为关于
Figure 837796DEST_PATH_IMAGE066
的任意正定函数，
Figure 380773DEST_PATH_IMAGE067
；其中
Figure 735531DEST_PATH_IMAGE068
是为计算P、
Figure 144691DEST_PATH_IMAGE069
和
Figure 901295DEST_PATH_IMAGE070
而设定的指定参数；
Figure 615173DEST_PATH_IMAGE071
、
Figure 722806DEST_PATH_IMAGE072
的表达式为，
Figure 681797DEST_PATH_IMAGE073
。
根据一些实施例，所述互联-阻尼配置的无源控制系统的消耗系数为：
Figure 292907DEST_PATH_IMAGE074
其中，
Figure 443266DEST_PATH_IMAGE075
、
Figure 772616DEST_PATH_IMAGE076
、
Figure 269719DEST_PATH_IMAGE077
为方便设计而设定参数，
Figure 914DEST_PATH_IMAGE078
其中，
Figure 322174DEST_PATH_IMAGE079
、
Figure 138820DEST_PATH_IMAGE080
表示
Figure 705193DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 290895DEST_PATH_IMAGE016
的初始值
Figure 517477DEST_PATH_IMAGE081
、
Figure 821420DEST_PATH_IMAGE082
为目标摩擦系数；
Figure 925904DEST_PATH_IMAGE083
、
Figure 366113DEST_PATH_IMAGE084
为
Figure 29175DEST_PATH_IMAGE062
、
Figure 554835DEST_PATH_IMAGE085
的初始值；
Figure 463010DEST_PATH_IMAGE086
、
Figure 23304DEST_PATH_IMAGE087
为
Figure 591689DEST_PATH_IMAGE088
、
Figure 870224DEST_PATH_IMAGE089
的初始值，
Figure 50931DEST_PATH_IMAGE088
、
Figure 465732DEST_PATH_IMAGE089
为方便计算而根据所述
Figure 205018DEST_PATH_IMAGE090
设计的指定参数；
Figure 705270DEST_PATH_IMAGE091
、
Figure 689668DEST_PATH_IMAGE092
为
Figure 224555DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 134742DEST_PATH_IMAGE045
的初始值；
Figure 122290DEST_PATH_IMAGE093
、
Figure 922098DEST_PATH_IMAGE094
为
Figure 311491DEST_PATH_IMAGE049
、
Figure 658159DEST_PATH_IMAGE050
的初始值；
Figure 133003DEST_PATH_IMAGE095
是
Figure 990362DEST_PATH_IMAGE096
的初始值。
根据一些实施例，所述对所述控制器中的参数进行调控步骤，包括：
A:确定消耗系数；
B:设计大于预定值的
Figure 234262DEST_PATH_IMAGE095
值、
Figure 751831DEST_PATH_IMAGE097
值，设计小于预定值的
Figure 448391DEST_PATH_IMAGE098
值、
Figure 843863DEST_PATH_IMAGE099
值和
Figure 942269DEST_PATH_IMAGE100
值，其中
Figure 630739DEST_PATH_IMAGE101
；
C:计算
Figure 814596DEST_PATH_IMAGE102
、
Figure 482600DEST_PATH_IMAGE103
、
Figure 701092DEST_PATH_IMAGE104
的值；
D:设计函数
Figure 560463DEST_PATH_IMAGE105
、
Figure 231616DEST_PATH_IMAGE106
；
E1:若目标系统的
Figure 703311DEST_PATH_IMAGE107
、
Figure 776309DEST_PATH_IMAGE108
、
Figure 806582DEST_PATH_IMAGE109
全为正定矩阵，则计算其余参数，得到所述最终主动控制器u具体值，其中
Figure 965031DEST_PATH_IMAGE110
、
Figure 240417DEST_PATH_IMAGE111
；
E2:若目标系统的
Figure 433501DEST_PATH_IMAGE107
、
Figure 634675DEST_PATH_IMAGE108
、
Figure 14841DEST_PATH_IMAGE109
不全为正定矩阵，则重复步骤B-E2。
根据一些实施例，所述互联-阻尼配置的无源控制系统的特点为：
Figure 93917DEST_PATH_IMAGE112
；
Figure 141508DEST_PATH_IMAGE113
；
Figure 513583DEST_PATH_IMAGE114
；
Figure 381045DEST_PATH_IMAGE115
；
Figure 263813DEST_PATH_IMAGE116
；
Figure 165910DEST_PATH_IMAGE117
＞0且“[]”内数值不等于0。
根据本发明的另一方面，提出一种控制非线性闭环系统的方法，所述方法包括：
通过前面任一项所述的方法建立主动控制器；
利用所述主动控制器控制非线性闭环系统。
根据一些实施例，通过采用相对信息建立控制系统，简化了数据测量阶段的工作量与工作难度，使普通的传感器就能较易获得所需数据。
根据一些实施例，通过使用本发明的控制器可实现对非线性系统的有效分析控制，从而对车辆系统中的大部分具有非线性特征的零件实施控制。在保证良好的车辆乘坐舒适性与抓地能力的前提下，实现了更佳的减震效果。
根据一些实施例，通过控制器参数设计方法，对参数进行调控，从而形成闭环主动控制系统，使系统能够得到目标控制器实现期望的减震效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本发明的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。
图1示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的设计流程图。
图2示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的参考机械结构。
图3示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的参数调控过程图。
图4示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的控制系统与目标系统对应模型简图。
图5示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的簧上质量加速度对比图。
图6示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的车轮挠度对比图。
图7示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的控制系统展示图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本发明将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外以下实施例或者附图用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围，以下附图仅是设计的一种可能，其结构可不只此一种。
本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的结构并不一定是实施本发明所必须的，因此不能用于限制本发明的保护范围。
对于减振问题为了获得更优的抑振效果而常采用主动控制的方法，但主动控制方法在多数情况下需要对控制系统进行正确建模。然而一方面，控制对象的参数非常容易变动，特别是减振器等控制系统的衰减系数可能会因速度的不稳定和长时间的工作而发生较大的变化；另一方面，几乎所有的主动振动控制方法均需要绝对信息，即控制对象的绝对位移，但廉价的传感器只能测定相对信息。虽然可使用特定观察仪来测定绝对信息，但该方法难以应用于非线性情况。
哈密顿模型即哈密顿函数。其原理是通过作用量变分寻找系统运动方程。对于线性系统，可直接通过拉格朗日方程得出系统的振动微分方程，之后用特征值法求得精确解析解；对于非线性系统，一般无法得到解析解，因此需引入相空间，研究系统在相空间中的行为，而该研究过程则需要利用哈密顿函数来求得振动微分方程。
互联-阻尼配置的无源控制方法，是无源控制技术中的一种，简称为IDA-PBC。依据该方法的控制器设计在机械、电子和机电系统中均有广泛的应用。IDA-PBC控制系统可用于调节非线性系统的行为，使之成为具有期望结构的闭环端口哈密顿系统。IDA-PBC控制系统的目标是寻求一个具有期望的端口哈密顿结构的闭环系统控制器，即主要适用于解决非线性系统的镇定问题。
鲁棒性是无源控制所要考虑的特性之一。在实际系统中常存在不确定参数与外界扰动，而在此状态下，控制器若能保证系统的稳定性，则称该控制器具有鲁棒性。
因此本发明提供了一种基于相对信息对非线性闭环系统的主动控制器设计方法，在保证良好的车辆乘坐舒适性与抓地能力的前提下，采用主动控制。通过哈密顿与IDA-PBC控制理论建立可应用于非线性系统的闭环控制器，且该控制器采用相对信息。通过研究各参数对系统效果的影响，制定控制器参数设计方法，对各参数进行调控从而得出最优解。
下面将参照附图，对根据本申请实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法进行详细说明。
图1示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的设计流程图。
图2示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的参考机械结构。
参见图1，根据一示例实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法，包括以下步骤：S1根据机械结构建立哈密顿模型；S2根据所述哈密顿模型建立互联-阻尼配置的无源控制系统；S3根据所述互联-阻尼配置的无源控制系统设计使用相对信息的用于非线性闭环系统的主动控制器模型；S4对所述主动控制器模型的参数进行调控；S5得到最终主动控制器。
如图2所示，为所研究的机械结构，根据一些实施例，所述机械结构具有P结构110、C结构120、W结构130， P结构110可转动地设置在C结构120上， C结构120可移动地设置在W结构130上，
Figure 443307DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 63644DEST_PATH_IMAGE118
、
Figure 207226DEST_PATH_IMAGE013
为所述P结构110、所述C结构120、所述W结构130的质量；P结构110、C结构120、W结构130的名称与下述公式中所出现的P、C、W等参数无对应关系。
根据一些实施例，所研究的机械结构可为图2中所示的结构，但不限于此。
如图2所示，根据一些实施例，
Figure 229408DEST_PATH_IMAGE119
为所述P结构110相对所述C结构120的旋转角度，
Figure 677707DEST_PATH_IMAGE004
为所述C结构120相对所述W结构130的位移；
Figure 519761DEST_PATH_IMAGE120
为
Figure 478752DEST_PATH_IMAGE013
的位移；
Figure 355442DEST_PATH_IMAGE121
为转动摩擦系数；F为外力干扰；u为所述主动控制器模型的输入；
Figure 240221DEST_PATH_IMAGE122
为所述C结构120与所述W结构130之间的弹力系数，l为所述P结构110到转点140的距离；c为C结构120与W结构130之间的摩擦系数或者泵系数。
如图1、图2所示，根据一些实施例，S1根据机械结构建立哈密顿模型的过程包括以下步骤。
根据一些实施例，所述哈密顿模型为：
Figure 569571DEST_PATH_IMAGE123
Figure 66674DEST_PATH_IMAGE124
其中为哈密顿函数； p为绝对动量；M为惯性矩阵，
Figure 797869DEST_PATH_IMAGE125
为关于
Figure 853550DEST_PATH_IMAGE119
的惯性矩阵，
Figure 670196DEST_PATH_IMAGE126
,
Figure 502148DEST_PATH_IMAGE127
Figure 87851DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 314433DEST_PATH_IMAGE046
、
Figure 618375DEST_PATH_IMAGE128
为方便计算而根据所述
Figure 722859DEST_PATH_IMAGE129
设计的指定参数；q为相对位置，
Figure 163068DEST_PATH_IMAGE119
为所述P结构110相对所述C结构120的旋转角度，
Figure 826131DEST_PATH_IMAGE130
为所述C结构120相对所述W结构130的位移; 为控制对象关于位移
Figure 351790DEST_PATH_IMAGE119
的势能，
Figure 259965DEST_PATH_IMAGE131
为控制对象关于位移
Figure 554680DEST_PATH_IMAGE004
的势能，
Figure 388644DEST_PATH_IMAGE132
,
Figure 401599DEST_PATH_IMAGE019
为所述C结构与所述W结构之间的弹力系数，l为所述P结构到转点的距离。
根据一些实施例，S2根据所述哈密顿模型建立互联-阻尼配置的无源控制系统的过程包括以下步骤。
根据一些实施例，互联-阻尼配置的无源控制系统简称IDA-PBC控制系统。
根据一些实施例，所选系统为非线性系统。假设附加势能
Figure 847887DEST_PATH_IMAGE007
对
Figure 262687DEST_PATH_IMAGE004
是正定的，且满足
Figure 267552DEST_PATH_IMAGE133
,则该结构对应的IDA-PBC控制系统可写为：
Figure 767804DEST_PATH_IMAGE134
从而制定目标IDA-PBC控制系统可表达为:
Figure 17782DEST_PATH_IMAGE135
Figure 552669DEST_PATH_IMAGE136
其中：
Figure 462856DEST_PATH_IMAGE137
为斜对称结构矩阵；
Figure 450403DEST_PATH_IMAGE138
为半正定阻尼矩阵。
如图1所示，S3根据所述互联-阻尼配置的无源控制系统设计使用相对信息的用于非线性闭环系统的主动控制器模型的过程包括以下步骤。
根据一些实施例，所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标哈密顿函数为：
Figure 250212DEST_PATH_IMAGE020
其中
Figure 639605DEST_PATH_IMAGE139
为所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标哈密顿函数；
Figure 720693DEST_PATH_IMAGE140
为所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标势能;
Figure 195537DEST_PATH_IMAGE141
为所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标惯性矩阵。
根据一些实施例，
Figure 787318DEST_PATH_IMAGE142
根据一些实施例，通过目标控制系统的动力学和控制系统的动力学，可以导出具有目标系统参数的方程式和有不等式约束的反馈定律的方程式为：
Figure 31217DEST_PATH_IMAGE143
(40)
式(40)的每项均为四维向量。式(40)的前两组成部分已经满足了所有x和
Figure 548786DEST_PATH_IMAGE144
，第三组成部分为：
Figure 245347DEST_PATH_IMAGE145
第四组成部分为：
Figure 375239DEST_PATH_IMAGE146
通过对式(40)的第三组成部分中的
Figure 739224DEST_PATH_IMAGE147
、
Figure 427694DEST_PATH_IMAGE148
、
Figure 877130DEST_PATH_IMAGE149
的系数进行研究,得到下述过程。
根据一些实施例，为了方便运算可设定：
Figure 810714DEST_PATH_IMAGE150
则：
Figure 29205DEST_PATH_IMAGE151
其中，
Figure 888577DEST_PATH_IMAGE034
为
Figure 559730DEST_PATH_IMAGE036
在互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标；
Figure 31425DEST_PATH_IMAGE037
为
Figure 104423DEST_PATH_IMAGE038
在互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标；c为控制对象的
Figure 134696DEST_PATH_IMAGE006
方向的泵或者摩擦项；
Figure 293145DEST_PATH_IMAGE096
是所述
Figure 568530DEST_PATH_IMAGE013
在
Figure 496035DEST_PATH_IMAGE006
方向的摩擦系数，
Figure 697209DEST_PATH_IMAGE040
是所述
Figure 342954DEST_PATH_IMAGE013
在
Figure 422031DEST_PATH_IMAGE041
方向的摩擦系数，
Figure 938463DEST_PATH_IMAGE042
是所述
Figure 310538DEST_PATH_IMAGE013
的平方在
Figure 443579DEST_PATH_IMAGE006
方向的摩擦系数；
Figure 60768DEST_PATH_IMAGE043
、
Figure 962865DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 240262DEST_PATH_IMAGE045
为
Figure 860600DEST_PATH_IMAGE036
对应所述
Figure 4181DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 760784DEST_PATH_IMAGE046
、
Figure 740242DEST_PATH_IMAGE152
的相应的值；
Figure 582296DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 541287DEST_PATH_IMAGE049
、
Figure 417976DEST_PATH_IMAGE050
为
Figure 302755DEST_PATH_IMAGE051
对应所述
Figure 632105DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 394787DEST_PATH_IMAGE052
、
Figure 125983DEST_PATH_IMAGE053
的相应的值；
Figure 181664DEST_PATH_IMAGE121
为控制对象的
Figure 998310DEST_PATH_IMAGE004
方向的泵或者摩擦项； u为所述主动控制器模型的输入；
Figure 299103DEST_PATH_IMAGE055
、
Figure 884806DEST_PATH_IMAGE056
、
Figure 376967DEST_PATH_IMAGE057
为
Figure 680909DEST_PATH_IMAGE043
、
Figure 519814DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 225602DEST_PATH_IMAGE045
关于
Figure 623086DEST_PATH_IMAGE006
的导数；
Figure 414324DEST_PATH_IMAGE058
、
Figure 56920DEST_PATH_IMAGE059
、
Figure 617215DEST_PATH_IMAGE060
为
Figure 451178DEST_PATH_IMAGE061
、
Figure 198555DEST_PATH_IMAGE049
、
Figure 143377DEST_PATH_IMAGE050
关于
Figure 59642DEST_PATH_IMAGE006
的导数；
Figure 64508DEST_PATH_IMAGE062
是目标系统在
Figure 564759DEST_PATH_IMAGE006
方向的摩擦系数，
Figure 47693DEST_PATH_IMAGE063
是影响所述C结构绝对位移的摩擦系数。
根据一些实施例，为了方便运算可设定：
Figure 818465DEST_PATH_IMAGE153
其中，
Figure 259811DEST_PATH_IMAGE075
、
Figure 981779DEST_PATH_IMAGE076
、
Figure 268404DEST_PATH_IMAGE077
为方便设计而设定参数，
其中，
Figure 905401DEST_PATH_IMAGE079
、
Figure 252069DEST_PATH_IMAGE080
表示
Figure 726913DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 817229DEST_PATH_IMAGE016
的初始值
Figure 562593DEST_PATH_IMAGE154
、
Figure 80162DEST_PATH_IMAGE155
为目标摩擦系数；
Figure 42302DEST_PATH_IMAGE156
、
Figure 405150DEST_PATH_IMAGE157
为
Figure 270600DEST_PATH_IMAGE158
、
Figure 693491DEST_PATH_IMAGE085
的初始值；
Figure 142927DEST_PATH_IMAGE159
、
Figure 309466DEST_PATH_IMAGE087
为
Figure 29423DEST_PATH_IMAGE160
、
Figure 419953DEST_PATH_IMAGE089
的初始值，
Figure 91106DEST_PATH_IMAGE161
、
Figure 61336DEST_PATH_IMAGE089
为方便计算而根据所述
Figure 635799DEST_PATH_IMAGE162
设计的指定参数；
Figure 400492DEST_PATH_IMAGE163
、
Figure 558941DEST_PATH_IMAGE092
为
Figure 332862DEST_PATH_IMAGE164
、
Figure 496252DEST_PATH_IMAGE165
的初始值；
Figure 697427DEST_PATH_IMAGE166
、
Figure 343172DEST_PATH_IMAGE167
为
Figure 389625DEST_PATH_IMAGE168
、
Figure 938680DEST_PATH_IMAGE169
的初始值；
Figure 310756DEST_PATH_IMAGE095
是
Figure 178218DEST_PATH_IMAGE096
的初始值。
根据一些实施例，所述互联-阻尼配置的无源控制系统的消耗系数为下述所述。其中，c为控制对象的
Figure 293941DEST_PATH_IMAGE170
方向的泵或者摩擦项；
Figure 196038DEST_PATH_IMAGE171
为控制对象的
Figure 974901DEST_PATH_IMAGE130
方向的泵或者摩擦项，单位为
Figure 329659DEST_PATH_IMAGE172
；
Figure 249073DEST_PATH_IMAGE173
为目标摩擦系数。
Figure 740097DEST_PATH_IMAGE174
根据式(40)的第三组成部分中的
Figure 943721DEST_PATH_IMAGE175
的系数导出如下关系：
Figure 51355DEST_PATH_IMAGE176
根据式(40)的第三组成部分中的其他部分得到势能方程:
Figure 243302DEST_PATH_IMAGE177
根据一些实施例，所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标势能表达式为下述过程所示。公式（41）的通解为：
Figure 854412DEST_PATH_IMAGE064
其中
Figure 506235DEST_PATH_IMAGE065
为关于
Figure 570006DEST_PATH_IMAGE066
的任意正定函数，设
Figure 831223DEST_PATH_IMAGE067
；其中
Figure 31260DEST_PATH_IMAGE068
是为计算P、
Figure 352520DEST_PATH_IMAGE069
和
Figure 670631DEST_PATH_IMAGE178
而设定的指定参数；
Figure 469960DEST_PATH_IMAGE071
、
Figure 790083DEST_PATH_IMAGE179
的表达式为：
Figure 282244DEST_PATH_IMAGE180
根据一些实施例，通过求解关于输入u的公式（40），可得到反馈率
Figure 822072DEST_PATH_IMAGE181
，得到的反馈应是只关于q和
Figure 425092DEST_PATH_IMAGE182
的函数。对
Figure 130880DEST_PATH_IMAGE183
进行分解可得到：
Figure 528363DEST_PATH_IMAGE184
其中
Figure 821066DEST_PATH_IMAGE185
的具体值可表示为：
Figure 696618DEST_PATH_IMAGE186
其中，
Figure 256913DEST_PATH_IMAGE187
Figure 825297DEST_PATH_IMAGE188
因此将其再次分解可得到：
Figure 605297DEST_PATH_IMAGE189
通过公式（42）及根据
Figure 550119DEST_PATH_IMAGE190
求解
Figure 964920DEST_PATH_IMAGE191
可得到：
Figure 969785DEST_PATH_IMAGE192
其中
Figure 237080DEST_PATH_IMAGE193
；
Figure 720014DEST_PATH_IMAGE194
Figure 254901DEST_PATH_IMAGE195
根据一些实施例，所述主动控制器模型的控制输入表达式为：
根据一些实施例，所述互联-阻尼配置的无源控制系统的特点为：
Figure 165088DEST_PATH_IMAGE196
；
Figure 654100DEST_PATH_IMAGE197
；
Figure 206305DEST_PATH_IMAGE114
；
Figure 330118DEST_PATH_IMAGE198
；
Figure 676786DEST_PATH_IMAGE116
；
Figure 664813DEST_PATH_IMAGE117
＞0且“[]”内数值不等于0。
根据一些实施例，根据IDA-PBC控制系统的特点，通过上述过程所得到的闭环系统即所期望的目标系统。因此，通过哈密顿模型的性质可以保证所得系统在无扰动情况下的相对稳定性。因此，需要保证
Figure 489550DEST_PATH_IMAGE107
、
Figure 733449DEST_PATH_IMAGE108
、
Figure 251018DEST_PATH_IMAGE109
的正定性，其确定方法如下述所述。
如图1所示，根据一些实施例，S4对所述主动控制器模型的参数进行调控的过程包括以下步骤：
图3示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的参数调控过程图。
如图3所示，根据一些实施例，通过实验与观察，发现当
Figure 714623DEST_PATH_IMAGE199
值、
Figure 77471DEST_PATH_IMAGE200
值增大，
Figure 175877DEST_PATH_IMAGE201
值、
Figure 864348DEST_PATH_IMAGE202
值减小时，控制器对高频振动起到的减震效果越明显；当
Figure 80828DEST_PATH_IMAGE203
的值减小，控制器对低频振动起到的减震效果越明显；当
Figure 247367DEST_PATH_IMAGE204
时，控制器对消耗系数的鲁棒性强。
根据一些实施例，所述对所述控制器中的参数进行调控步骤，包括：
A:确定消耗系数；
B:设计大于预定值的
Figure 465858DEST_PATH_IMAGE095
值、
Figure 325230DEST_PATH_IMAGE097
值，设计小于预定值的
Figure 232268DEST_PATH_IMAGE205
值、
Figure 468078DEST_PATH_IMAGE099
值和
Figure 806655DEST_PATH_IMAGE206
值，其中
Figure 571349DEST_PATH_IMAGE207
；
C:计算
Figure 231263DEST_PATH_IMAGE208
、
Figure 739604DEST_PATH_IMAGE209
、
Figure 932688DEST_PATH_IMAGE104
的值；
D:设计函数
Figure 133862DEST_PATH_IMAGE105
、
Figure 281072DEST_PATH_IMAGE210
；
E1:若目标系统的
Figure 593105DEST_PATH_IMAGE107
、
Figure 640695DEST_PATH_IMAGE108
、
Figure 12771DEST_PATH_IMAGE109
全为正定矩阵，则计算其余参数，得到所述最终主动控制器u具体值，其中
Figure 647277DEST_PATH_IMAGE211
、
Figure 763000DEST_PATH_IMAGE212
；
E2:若目标系统的
Figure 665097DEST_PATH_IMAGE107
、
Figure 208074DEST_PATH_IMAGE108
、
Figure 64297DEST_PATH_IMAGE109
不全为正定矩阵，则重复步骤B-E2。
根据一些实施例，通过设计
Figure 718132DEST_PATH_IMAGE213
、
Figure 474735DEST_PATH_IMAGE097
具体值可得到
Figure 188614DEST_PATH_IMAGE214
的值；通过设计
Figure 296247DEST_PATH_IMAGE105
、
Figure 977940DEST_PATH_IMAGE215
的具体函数表达式，可求得其余摩擦参数数值。
根据一些实施例，在系统的
Figure 589050DEST_PATH_IMAGE107
、
Figure 739408DEST_PATH_IMAGE108
、
Figure 803179DEST_PATH_IMAGE109
均为正定矩阵时，所得到的控制器即为目标控制器，即最终主动控制器。
图4示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的控制系统与目标系统对应模型简图。
如图4所示，根据一些实施例，非线性表达式下无法明确对应各参数的物理含义，因此图4为线性化之后的结构图。图4a为图2机械结构的控制模型图，该系统可看做为具有调谐质量阻尼器(TMD)的质量弹簧阻尼器系统(MSD)；图4b为IDA-PBC控制系统下的目标控制模型图，该系统可看做为具有调谐质量阻尼器(TMD)和多个天棚控制阻尼器的质量弹簧阻尼器系统(MSD)。天棚控制即在车身与云端间具有阻尼给车身施加压力从而达到减震控制效果的控制方法。图4中出现参数与本发明所具有的参数并不完全对应，图4仅展示控制模型的结构特征。
根据一些实施例，所述非线性闭环系统为二自由度悬架模型系统。
图5示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的簧上质量加速度对比图。
图6示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的车轮挠度对比图。
如图5、图6所示，根据一些实施例，基于相对信息对非线性闭环系统的主动控制器与传统开环系统和天棚控制系统相比，在簧上质量加速度和轮胎挠度方面均有显着改善，即显著提升车辆在行驶中方向操纵能力的稳定性与乘客乘坐的舒适性。
图7示出根据一示例性实施例的控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法的控制系统展示图。
如图7所示，根据一些实施例，基于相对信息对非线性闭环系统的主动控制器的控制流程与方法为：首先分析所研究机械结构的的运动与能量组成特点；由于是非线性系统，因此利用哈密顿模型对机械结构的运动学模型和动力学模型建立系统哈密顿函数，此时系统如图4a所示，函数所用数据信息均为相对信息；之后根据哈密顿函数建立IDA-PBC控制系统，并得出能够实现控制期望效果下的目标哈密顿函数，期望系统如图4b所示；IDA-PBC控制系统结合系统哈密顿函数和目标哈密顿函数建立能够控制输入u值的控制器；通过建立对该控制器内参数的控制方法，使控制系统成为闭环主动控制系统，循环不断调控参数直到系统变为所期望的目标系统为止，此时得到该目标系统下的控制器，从而达到最佳输出效果。
根据一些实施例，还提出一种控制非线性闭环系统的方法，所述方法包括：通过前面任一项所述的方法建立主动控制器；利用所述主动控制器控制非线性闭环系统。控制器涉及车辆大部分零件所具有的非线性系统，显著提升减震效果且实用性更佳。控制器所使用的数据均为易于测量的相对数据信息，简化了前期准备工作难度。建立控制器参数设计方法，对参数进行调控，从而形成闭环主动控制系统，使系统能够得到目标控制器实现期望的减震效果，提升乘坐舒适度与车辆行驶稳定性。
以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施例。应可理解的是，本发明不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (9)

1.一种控制非线性闭环系统的主动控制器的设计方法，其特征在于，所述方法包括：
根据机械结构建立哈密顿模型；
根据所述哈密顿模型建立互联-阻尼配置的无源控制系统；
根据所述互联-阻尼配置的无源控制系统设计使用相对信息的用于非线性闭环系统的主动控制器模型；
对所述主动控制器模型的参数进行调控；
得到最终主动控制器；
所述非线性闭环系统为多自由度悬架模型系统；
其中，所述哈密顿模型为：
Figure 910500DEST_PATH_IMAGE001
Figure 93219DEST_PATH_IMAGE002
其中为哈密顿函数；q为相对位置， p为绝对动量；
Figure 138536DEST_PATH_IMAGE003
所述机械结构具有P结构、C结构、W结构，所述P结构可转动地设置在所述C结构 上，所述C结构可移动地设置在所述W结构上，
Figure 64903DEST_PATH_IMAGE004
为所述P结构相对所述C结构的旋转角度，
Figure 172885DEST_PATH_IMAGE005
为所述C结构相对所述W结构的位移；为控制对象关于位移
Figure 260927DEST_PATH_IMAGE006
的势能，
Figure 59119DEST_PATH_IMAGE007
为控制对象关于位移
Figure 789177DEST_PATH_IMAGE008
的势能； M为惯性矩阵，
Figure 723635DEST_PATH_IMAGE009
为关于
Figure 998890DEST_PATH_IMAGE010
的惯性矩 阵，
Figure 18799DEST_PATH_IMAGE011
；
Figure 552548DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 607092DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 36936DEST_PATH_IMAGE014
为 所述P结构、所述C结构、所述W结构的质量，
Figure 560453DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 366735DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 275785DEST_PATH_IMAGE017
为方便计算而根据所述
Figure 407689DEST_PATH_IMAGE018
设 计的指定参数；
Figure 136610DEST_PATH_IMAGE019
,
Figure 497316DEST_PATH_IMAGE020
为所述C结构与所述W结构之间的弹力系数，l为所述P结构到转点的距离；
其中，互联-阻尼配置的无源控制系统为：
Figure 260872DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure 298098DEST_PATH_IMAGE022
为
Figure 779895DEST_PATH_IMAGE014
的位移；u为所述主动控制器模型的输入；
Figure 927980DEST_PATH_IMAGE023
为干扰项
Figure 562355DEST_PATH_IMAGE024
的系数矩阵，
Figure 36061DEST_PATH_IMAGE025
为输入u的系数矩阵，
Figure 739575DEST_PATH_IMAGE026
为斜对称结构矩阵；
Figure 956930DEST_PATH_IMAGE027
为半正定阻尼矩阵。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过目标控制系统的动力学和控制系统的动力学，确定具有目标系统参数的方程式和有不等式约束的反馈定律的方程式为：
Figure 429500DEST_PATH_IMAGE028
；其中，
Figure 824840DEST_PATH_IMAGE029
第三组成部分为：
Figure 281229DEST_PATH_IMAGE030
第四组成部分为：
Figure 771116DEST_PATH_IMAGE031
其中，
Figure 629351DEST_PATH_IMAGE032
为
Figure 913702DEST_PATH_IMAGE033
在互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标；
Figure 608119DEST_PATH_IMAGE034
为
Figure 901697DEST_PATH_IMAGE035
在互联-阻尼配置 的无源控制系统下的目标；c为控制对象的
Figure 614438DEST_PATH_IMAGE006
方向的泵或者摩擦项；
Figure 335270DEST_PATH_IMAGE036
是所述
Figure 500672DEST_PATH_IMAGE014
在
Figure 348673DEST_PATH_IMAGE006
方向的摩擦系数，
Figure 915921DEST_PATH_IMAGE037
是所述
Figure 73233DEST_PATH_IMAGE014
在
Figure 460352DEST_PATH_IMAGE038
方向的摩擦系数，
Figure 361312DEST_PATH_IMAGE039
是所述
Figure 799377DEST_PATH_IMAGE014
的平方在
Figure 862011DEST_PATH_IMAGE006
方向 的摩擦系数；
Figure 2006DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 175498DEST_PATH_IMAGE041
、
Figure 717338DEST_PATH_IMAGE042
为
Figure 950873DEST_PATH_IMAGE033
对应所述
Figure 328896DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 306079DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 702425DEST_PATH_IMAGE017
的相应的值；
Figure 372441DEST_PATH_IMAGE043
、
Figure 221448DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 18634DEST_PATH_IMAGE045
为
Figure 269487DEST_PATH_IMAGE046
对应所述
Figure 844825DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 446708DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 782005DEST_PATH_IMAGE017
的相应的值；
Figure 887364DEST_PATH_IMAGE047
为控制对象的
Figure 899183DEST_PATH_IMAGE005
方向的泵或者摩擦项； u为所述 主动控制器模型的输入；
Figure 988361DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 845459DEST_PATH_IMAGE049
、
Figure 821636DEST_PATH_IMAGE050
为
Figure 4356DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 315252DEST_PATH_IMAGE041
、
Figure 241619DEST_PATH_IMAGE042
关于
Figure 321571DEST_PATH_IMAGE010
的导数；
Figure 425924DEST_PATH_IMAGE051
、
Figure 958537DEST_PATH_IMAGE052
、
Figure 688595DEST_PATH_IMAGE053
为
Figure 623053DEST_PATH_IMAGE043
、
Figure 147575DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 183796DEST_PATH_IMAGE045
关于
Figure 186387DEST_PATH_IMAGE006
的导数；
Figure 240930DEST_PATH_IMAGE054
是目标系统在
Figure 936354DEST_PATH_IMAGE006
方向的摩擦系数，
Figure 709138DEST_PATH_IMAGE055
是影响所述C结构绝 对位移的摩擦系数，
Figure 266152DEST_PATH_IMAGE056
、
Figure 175203DEST_PATH_IMAGE057
、
Figure 775948DEST_PATH_IMAGE058
为相关系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标哈密顿函数为：
Figure 36028DEST_PATH_IMAGE059
其中
Figure 380422DEST_PATH_IMAGE060
为所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标哈密顿函数；
Figure 409558DEST_PATH_IMAGE061
为 所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的目标势能;
Figure 451377DEST_PATH_IMAGE062
为所述互联-阻尼配置的无 源控制系统下的目标惯性矩阵。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述主动控制器模型的控制输入表达式为：
Figure 667594DEST_PATH_IMAGE063
其中S、
Figure 81258DEST_PATH_IMAGE064
、
Figure 699321DEST_PATH_IMAGE065
、
Figure 173028DEST_PATH_IMAGE066
为方便运算而根据所述
Figure 627274DEST_PATH_IMAGE009
而设定的指定参数，
Figure 579050DEST_PATH_IMAGE067
为方便 运算而根据所述
Figure 582778DEST_PATH_IMAGE064
、
Figure 961807DEST_PATH_IMAGE065
、
Figure 418196DEST_PATH_IMAGE066
而设定的指定参数，
Figure 658815DEST_PATH_IMAGE068
。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述互联-阻尼配置的无源控制系统下的 目标势能表达式为：
Figure 251471DEST_PATH_IMAGE069
其中
Figure 801401DEST_PATH_IMAGE070
为关于
Figure 745086DEST_PATH_IMAGE071
的任意正定函数，
Figure 38664DEST_PATH_IMAGE072
；其中
Figure 502138DEST_PATH_IMAGE073
是为计算P、
Figure 222969DEST_PATH_IMAGE074
和
Figure 388371DEST_PATH_IMAGE075
而设定的指定参数；
Figure 485640DEST_PATH_IMAGE074
、
Figure 52888DEST_PATH_IMAGE075
的 表达式为，
Figure 695353DEST_PATH_IMAGE076
。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述互联-阻尼配置的无源控制系统的消耗系数为：
Figure 613630DEST_PATH_IMAGE077
其中，
Figure 249011DEST_PATH_IMAGE078
、
Figure 670765DEST_PATH_IMAGE079
、
Figure 733399DEST_PATH_IMAGE080
为方便设计而设定参数，
Figure 624126DEST_PATH_IMAGE081
其中，
Figure 63197DEST_PATH_IMAGE082
、
Figure 605037DEST_PATH_IMAGE083
表示
Figure 104151DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 465863DEST_PATH_IMAGE017
的初始值
Figure 459358DEST_PATH_IMAGE084
、
Figure 590125DEST_PATH_IMAGE085
为目标摩擦系数；
Figure 260140DEST_PATH_IMAGE086
、
Figure 109148DEST_PATH_IMAGE087
为
Figure 890022DEST_PATH_IMAGE054
、
Figure 157186DEST_PATH_IMAGE055
的初始值；
Figure 732524DEST_PATH_IMAGE088
、
Figure 334407DEST_PATH_IMAGE089
为
Figure 653393DEST_PATH_IMAGE090
、
Figure 24331DEST_PATH_IMAGE091
的初始值，
Figure 770570DEST_PATH_IMAGE090
、
Figure 344902DEST_PATH_IMAGE091
为方便计算而根据所 述
Figure 733158DEST_PATH_IMAGE062
设计的指定参数；
Figure 693024DEST_PATH_IMAGE092
、
Figure 875744DEST_PATH_IMAGE093
为
Figure 186639DEST_PATH_IMAGE041
、
Figure 863739DEST_PATH_IMAGE042
的初始值；
Figure 678111DEST_PATH_IMAGE094
、
Figure 297312DEST_PATH_IMAGE095
为
Figure 95503DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 559983DEST_PATH_IMAGE045
的初 始值；
Figure 245173DEST_PATH_IMAGE096
是
Figure 769695DEST_PATH_IMAGE036
的初始值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述控制器中的参数进行调控步骤，包括：
A:确定消耗系数；
B:设计大于预定值的
Figure 55183DEST_PATH_IMAGE096
值、
Figure 323354DEST_PATH_IMAGE080
值，设计小于预定值的
Figure 112318DEST_PATH_IMAGE097
值、
Figure 824053DEST_PATH_IMAGE098
值和
Figure 65679DEST_PATH_IMAGE099
值，其中
Figure 137540DEST_PATH_IMAGE100
；
C:计算
Figure 46590DEST_PATH_IMAGE101
、
Figure 912915DEST_PATH_IMAGE102
、
Figure 658148DEST_PATH_IMAGE103
的值；
D:设计函数
Figure 268121DEST_PATH_IMAGE104
、
Figure 297257DEST_PATH_IMAGE105
；
E1:若目标系统的
Figure 68904DEST_PATH_IMAGE106
、
Figure 816280DEST_PATH_IMAGE107
、
Figure 715097DEST_PATH_IMAGE108
全为正定矩阵，则计算其余参数，得到所述最终主动控 制器u具体值，其中
Figure 598739DEST_PATH_IMAGE109
、
Figure 72446DEST_PATH_IMAGE110
；
E2:若目标系统的
Figure 41539DEST_PATH_IMAGE106
、
Figure 727735DEST_PATH_IMAGE107
、
Figure 482196DEST_PATH_IMAGE108
不全为正定矩阵，则重复步骤B-E2。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述互联-阻尼配置的无源控制系统的特点为：
Figure 595645DEST_PATH_IMAGE111
；
Figure 52034DEST_PATH_IMAGE112
；
Figure 807501DEST_PATH_IMAGE113
；
Figure 400156DEST_PATH_IMAGE114
；
Figure 966398DEST_PATH_IMAGE115
；
Figure 644504DEST_PATH_IMAGE116
＞0且“[]”内数值不等于0。
9.一种控制非线性闭环系统的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过根据权利要求1-8任一所述的方法建立主动控制器；
利用所述主动控制器控制非线性闭环系统。
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