[發(fā)明專利]一種帶有執(zhí)行器飽和問題的運(yùn)動(dòng)體姿態(tài)事件觸發(fā)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510533728.5
• 申請日: 2015-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN105159307B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭澤偉;祝明
• 申請（專利權(quán)）人: 北京天航華創(chuàng)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/08
• 分類號(hào): G05D1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種帶有執(zhí)行器飽和問題的運(yùn)動(dòng)體姿態(tài)事件觸發(fā)控制方法，其特征在于：其具體步驟如下：

步驟一給定期望跟蹤值：給定期望姿態(tài)角φ_d,θ_d,ψ_d；給定期望姿態(tài)角速度p_d,q_d,r_d；

步驟二姿態(tài)角跟蹤誤差計(jì)算：計(jì)算期望姿態(tài)角與實(shí)際姿態(tài)角之間的誤差φ_e,θ_e,ψ_e；計(jì)算期望姿態(tài)角速度誤差q_e,p_e,r_e；

步驟三事件觸發(fā)(event-triggered)控制器設(shè)計(jì)：計(jì)算反饋增益K_c，其計(jì)算方法如下：

1)給出線性化運(yùn)動(dòng)體狀態(tài)方程

將一般形式運(yùn)動(dòng)體的線化狀態(tài)方程表達(dá)為其中，為狀態(tài)量，其中，φ,θ,ψ為姿態(tài)角，p,q,r為姿態(tài)角速度，φ_d,θ_d,ψ_d為期望姿態(tài)角，p_d,q_d,r_d為期望姿態(tài)角速度；μ為輸入量，e為狀態(tài)誤差輸出；其中C＝[I -I]；

2)設(shè)計(jì)事件觸發(fā)(event-triggered)控制器，計(jì)算反饋增益K_c

反饋增益K_c的計(jì)算方法如下：

定義對(duì)稱正定矩陣X_c＞0，矩陣Y_c和參數(shù)μ＞0滿足如下線性矩陣不等式：

解出矩陣X_c與Y_c從而得到

需要指出的是，事件觸發(fā)(event-triggered)控制器的輸入量μ_c為：

μ_c＝e；

步驟四計(jì)算消除期望姿態(tài)角與實(shí)際姿態(tài)角之間誤差所需的無限制控制量，即事件觸發(fā)(event-triggered)控制器輸出量y_c；設(shè)計(jì)事件條件；

步驟五給定控制量限位：計(jì)算消除期望姿態(tài)角、期望姿態(tài)角速度與實(shí)際姿態(tài)角、實(shí)際姿態(tài)角速度之間誤差所需的飽和控制量sat(μ)；

步驟六LQ抗飽和控制補(bǔ)償器設(shè)計(jì)：計(jì)算修正控制量的反饋項(xiàng)v_aw和修正狀態(tài)量的反饋項(xiàng)y_aw；

步驟七計(jì)算經(jīng)LQ抗飽和控制補(bǔ)償器修正后的事件觸發(fā)(event-triggered)控制器輸入μ_c,aw和事件觸發(fā)(event-triggered)控制器輸出y_c,aw，最終將控制量用于運(yùn)動(dòng)體非線性模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有執(zhí)行器飽和問題的運(yùn)動(dòng)體姿態(tài)事件觸發(fā)控制方法，其特征在于：在步驟一中所述的給定期望姿態(tài)角包括：期望姿態(tài)角為Υ_d＝[φ_d,θ_d,ψ_d]^T，可以是時(shí)間或路徑的函數(shù)Υ_d(t)，也可以是定值Υ_d(c)；所述的給定期望速度為ω_d＝[p_d,q_d,r_d]^T，可以是時(shí)間或路徑的函數(shù)ω_d(t)，也可以是定值ω_d(c)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有執(zhí)行器飽和問題的運(yùn)動(dòng)體姿態(tài)事件觸發(fā)控制方法，其特征在于：在步驟二中所述的姿態(tài)角跟蹤誤差Υ_e＝[φ_e,θ_e,ψ_e]^T，其計(jì)算方法如下：

Υ_e＝Υ-Υ_d

所述的ω_e＝[p_e,q_e,r_e]^T為姿態(tài)角速度誤差，其計(jì)算方法如下：

ω_e＝ω-ω_d

其中，k_w＞0為控制參數(shù)。