[發(fā)明專利]一種抗飽和的參數(shù)自調(diào)節(jié)的超螺旋滑?？刂品椒跋到y(tǒng)

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• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115981146A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周奕雯;葉賽仙;梁耀;謝偉;侯小蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天控制技術(shù)研究所
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

1.一種抗飽和的參數(shù)自調(diào)節(jié)的超螺旋滑?？刂品椒ǎ涮卣髟谟诎ǎ?/p>

設(shè)計(jì)輔助系統(tǒng)使強(qiáng)干擾條件下執(zhí)行機(jī)構(gòu)快速退出飽和；

設(shè)計(jì)超螺旋滑?？刂破饕种聘蓴_并削弱抖振；

設(shè)計(jì)自適應(yīng)律動態(tài)調(diào)整超螺旋滑模控制器的參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗飽和的參數(shù)自調(diào)節(jié)的超螺旋滑?？刂品椒?，其特征在于：所述設(shè)計(jì)輔助系統(tǒng)使強(qiáng)干擾條件下執(zhí)行機(jī)構(gòu)快速退出飽和，具體如下：

為實(shí)現(xiàn)控制飽和的補(bǔ)償，設(shè)計(jì)穩(wěn)定自適應(yīng)的輔助系統(tǒng)為：

其中：參數(shù)b是與舵效相關(guān)的參數(shù)，Δu為舵偏差值，參數(shù)c₁＞0,c₂＞0；λ₁為輔助系統(tǒng)輸出量，λ₂為輔助系統(tǒng)中間變量，為λ₁、λ₂的導(dǎo)數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抗飽和的參數(shù)自調(diào)節(jié)的超螺旋滑模控制方法，其特征在于：當(dāng)Δu為0時(shí)，輔助系統(tǒng)不影響系統(tǒng)性能；當(dāng)Δu不為0時(shí)，通過合理選取c₁、c₂，可退出飽和。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗飽和的參數(shù)自調(diào)節(jié)的超螺旋滑模控制方法，其特征在于：所述設(shè)計(jì)超螺旋滑?？刂破饕种聘蓴_并削弱抖振，具體如下：對超螺旋滑模控制器進(jìn)行如下改進(jìn)：加入線性項(xiàng)ks以加快收斂速度、將符號函數(shù)sign(s)改為雙曲正切函數(shù)以保證控制指令平滑。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種抗飽和的參數(shù)自調(diào)節(jié)的超螺旋滑?？刂品椒ǎ涮卣髟谟冢焊倪M(jìn)的超螺旋滑模控制器如下：

式中：參數(shù)λ＞0,q＞0,k＞0，s為滑模切換函數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗飽和的參數(shù)自調(diào)節(jié)的超螺旋滑模控制方法，其特征在于：所述設(shè)計(jì)自適應(yīng)律來動態(tài)調(diào)整超螺旋滑模控制器的參數(shù)，具體如下：在設(shè)計(jì)的Lyapunov函數(shù)中增加控制參數(shù)誤差的二次項(xiàng)，從而引入控制參數(shù)自適應(yīng)律的求取步驟，通過實(shí)時(shí)調(diào)整控制參數(shù)保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗飽和的參數(shù)自調(diào)節(jié)的超螺旋滑模控制方法，其特征在于：

定義Lyapunov函數(shù)V₃為：

式中，V₀為超螺旋滑模算法對應(yīng)的Lyapunov函數(shù)，參數(shù)γ₁＞0,γ₂＞0；控制參數(shù)為λ和q，λ^*、q^*為控制參數(shù)λ、q的標(biāo)稱值；

設(shè)計(jì)控制參數(shù)λ和q的自適應(yīng)律為：

式中，參數(shù)ω₁,γ₁,u,s_M,ε,l均為正實(shí)數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種抗飽和的參數(shù)自調(diào)節(jié)的超螺旋滑模控制方法，其特征在于：

當(dāng)|s|＞u時(shí)，λ和q逐漸增大，使系統(tǒng)狀態(tài)收斂；

當(dāng)s_M≤|s|＜u時(shí)，λ和q逐漸減小，防止參數(shù)過大造成系統(tǒng)失穩(wěn)；

當(dāng)|s|≤s_M時(shí)，λ和q保持不變，避免參數(shù)過小造成收斂速度過慢；

若發(fā)生狀態(tài)變化或存在干擾，系統(tǒng)狀態(tài)偏離|s|＜u時(shí)，在該自適應(yīng)律的作用下，λ和q逐漸增大直至收斂至|s|＜u范圍內(nèi)。