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龍圖騰網恭喜南京航空航天大學申請的專利一種基于拉格朗日乘子的超聲電機無模型伺服系統罰函數尋優方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115327923B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-16發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202211087814.4，技術領域涉及：G05B13/04；該發明授權一種基于拉格朗日乘子的超聲電機無模型伺服系統罰函數尋優方法是由李華峰;狄思思設計研發完成，并于2022-09-07向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于拉格朗日乘子的超聲電機無模型伺服系統罰函數尋優方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種基于拉格朗日乘子的超聲電機無模型伺服系統罰函數尋優方法，包括控制器初始化，預測伺服系統實時運行狀態，系統實時預測狀態糾偏，構造關于輸入量的拉格朗日型增廣罰函數表達式，最速下降牛頓法尋找增廣罰函數的最優解，控制狀態監測，控制參數修正；本發明方法在不依賴系統物理模型的前提下，通過分析伺服系統輸入輸出數據，獲得電機運行狀態表征參數；基于罰函數將關于頻率的約束優化問題轉化為無約束變式，選擇牛頓?最速下降法為拉格朗日型損失函數尋優，估計工作頻率最優解，最終驅動超聲電機工作。本發明方法，具有狀態跟蹤實時性強、估計輸入準確度高、控制精度高、自適應能力等優點。

本發明授權一種基于拉格朗日乘子的超聲電機無模型伺服系統罰函數尋優方法在權利要求書中公布了：1.一種基于拉格朗日乘子的超聲電機無模型伺服系統罰函數尋優方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、初始化伺服系統，包括設定初始化狀態估計步長因子η、狀態估計權重因子μ、輸入估計權重因子β和伺服系統局部特征參數φk；S2、預測伺服系統實時運行狀態，并對預測的伺服系統實時運行狀態進行糾偏；伺服系統實時運行狀態的預測公式為： 其中，φk-1為k-1時刻伺服系統局部特征參數，Δuk-1＝uk-1-uk-2是k-1時刻伺服系統輸入的變化量，yk是k時刻伺服系統輸出，yk-1為k-1時刻伺服系統輸出；S3、構造關于輸入量的拉格朗日型增廣罰函數表達式作為受限輸入估計的等價無約束變式；拉格朗日型增廣罰函數表達式為： 其中，xi為關于輸入uk估計值第i次迭代估計的最優解，和表征伺服系統運行狀態，為糾偏后的伺服系統局部特征參數，wk＝yek+1-yk+φkuk-1，yek+1是k+1時刻期望輸出，σ為罰函數懲罰因子，λ為拉格朗日乘子，在每次尋優迭代過程中σ和λ按照步驟S10更新，a＝fl和b＝fh分別是超聲電機允許工作頻率的下限和上限；S4、選擇最速-下降牛頓法尋找拉格朗日型增廣罰函數的最優解，最速-下降牛頓法尋優初始化，定義粒子的移動方向為d、移動步長為α；在可行域內選擇任意一點作為尋優的起點x0，設計初始移動步長為α0＝1，規定尋優誤差ε＝1×10-2；S5、最優解判別：計算拉格朗日型增廣罰函數關于輸入估計值的一階導數，若計算結果不超過尋優誤差ε，則認為此時極小值點xi為近似最優解x*，直接執行步驟S9；否則，順序執行步驟S6；S6、計算粒子移動方向：若關于第i次迭代粒子的移動方向di的等式Gidi+gi＝0有解且Gi為拉格朗日型增廣罰函數關于輸入估計值的二階導數，gi為拉格朗日型增廣罰函數關于自變量的一階導數，則執行S7，否則di∶＝-gi，再執行S7；S7、計算粒子移動步長：以Armijo準則為判據，設定判別系數和步長衰減系數，計算第i次迭代粒子的移動步長αi；S8、更新粒子位置：規定粒子每次迭代按照線性規則移動，xi為第i次迭代粒子的位置，xi+1為第i+1次迭代粒子的位置，αi為第i次迭代粒子的移動步長，di為第i次迭代粒子的移動方向，依據線性規則更新粒子位置，并返回步驟S5執行，直到超過規定迭代次數；S9、拉格朗日型增廣罰函數尋優判別；若近似最優解x*滿足a＝fl和b＝fh分別是超聲電機允許工作頻率的下限和上限，σj是第j次構造拉格朗日型增廣罰函數表達式時的懲罰因子，λj為第j次構造拉格朗日型增廣罰函數表達式時的拉格朗日乘子，則認為近似最優解x*為本輪尋優的最優解uk＝x*，直接執行步驟S11；否則，順序執行步驟S10；S10、更新損失函數系數：分別更新損失函數系數σj+1＝2σj，λj+1＝λj-σjminQxi-ab-xi,λjσj}，σj+1是為尋找xi最優解時，第j+1次構造拉格朗日型增廣罰函數表達式時的懲罰因子，λj+1是為尋找xi最優解時，第j+1次構造拉格朗日型增廣罰函數表達式時的拉格朗日乘子，迭代時重復步驟S3至步驟S5；S11、控制狀態監測：依據控制要求，選擇穩定時間、平均穩態誤差、超調量、上升時間、單位控制時間中的全部或部分控制指標實時監測伺服系統運行狀態，若控制效果不達標，執行步驟S12，否則，進入下一個k+1系統時刻，返回步驟S2，直到接收到控制結束指令；S12、控制參數修正：依據各個控制參數對于伺服系統電機轉速控制效果的影響規律，在各控制參數定義允許范圍內，調節控制參數取值；隨后系統進入下一個k+1系統時刻，返回步驟S2，直到接收到控制結束指令。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人南京航空航天大學，其通訊地址為：210016 江蘇省南京市秦淮區御道街29號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。