[發明專利]基于聯合執行機構的遞階飽和模糊PD姿態控制方法有效
| 申請號： | 201710480273.4 | 申請日： | 2017-06-22 |
| 公開（公告）號： | CN107402516B | 公開（公告）日： | 2019-07-02 |
| 發明（設計）人： | 華冰;陳林;吳云華;劉睿鵬;張志文;陳志明 | 申請（專利權）人： | 南京航空航天大學 |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04;G05D1/08 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 呂朦 |
| 地址： | 210000 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 聯合 執行機構 飽和 模糊 pd 姿態 控制 方法 | ||
1.一種基于聯合執行機構的遞階飽和模糊PD姿態控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一：使用衛星姿態敏感器檢測姿態四元數，設姿態四元數為Q；提供目標四元數QT；根據所述姿態四元數Q以及目標四元數QT得到姿態誤差四元數Qe；
步驟二：選擇使用二維模糊邏輯控制器，在所述二維模糊邏輯控制器中設定姿態角速度的最大閾值；使用衛星姿態敏感器檢測姿態角速度ω，根據測得的姿態角速度ω設計第一模糊控制增益K1，K1為姿態角速度的最大閾值與實際測得姿態角速度ω最大值的比值；
步驟三：根據步驟一獲得的姿態角誤差Qe設計第二模糊控制增益K2，K2為姿態角速度的最大閾值與實際測得姿態角誤差Qe最大值的比值；
步驟四：設定模糊控制規則；所述姿態誤差四元數Qe和姿態角速度ω分別通過第一模糊控制增益K1和第二模糊控制增益K2輸入到模糊控制器中；模糊控制器輸出得到PD姿態控制律的比例增益Kp和微分增益Kd；
步驟五：設輸出力矩為T，根據姿態誤差四元數Qe、姿態角速度ω、實時變化的比例增益Kp和微分增益Kd計算T：
T＝satσ[KdJω+KpJsatσ(Qe)-ω×(Jbω+CJwΩ]+Au
式中，J為轉動慣量；Jw為飛輪轉動慣量組成的對角陣；Jb為整星轉動慣量；A為冷力推力器安裝矩陣；u為冷力推力器產生推力的大小；C為飛輪的安裝矩陣；Ω為飛輪角速度相對于本體坐標系構成的矩陣；
步驟六：對步驟五所述的輸出力矩T進行分配力矩，計算實際控制力矩，分別通過姿態動力學方程和姿態運動學方程求解星體的實際角速度ω′與更新后的反饋實時姿態四元數Q′，然后將Q′作為步驟一中的Q、ω′作為步驟二中的ω循環操作步驟一至步驟六。
2.根據權利要求1所述的基于聯合執行機構的遞階飽和模糊PD姿態控制方法，其特征在于，所述步驟一中，姿態誤差四元數Qe為：
即：
其中為共軛姿態目標四元數。
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