买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：曲阜师范大学

摘要：本发明涉及航天器控制系统技术领域，具体为一种未知谐波干扰下的柔性航天器稳定控制方法，利用外生系统来描述未知谐波干扰，并利用辅助滤波器将未知谐波干扰转化为具有未知因子的表达式，接着构建自适应干扰观测器用于估计未知因子，得到未知谐波干扰误差动力学模型，并构建柔性振动观测器用于估计柔性模态，得到柔性模态误差动力学模型，并与动态事件触发机制结合，构建李雅普诺夫函数，控制李雅普诺夫函数导数小于阈值，保证了所有闭环信号的有界性，系统的状态和柔性振动观测器误差渐近收敛到平衡点，保证柔性航天器的稳定运行。

主权项：1.一种未知谐波干扰下的柔性航天器稳定控制方法，其特征在于，包括如下操作：S1、基于柔性航天器的运动学模型和动力学模型，以及未知谐波干扰，构建柔性航天器模糊动态模型；运动学模型通过如下公式得到： 是四元数，q0t，qvt满足为q0t的导数，为qvt的导数，I是单位矩阵，ωt＝[ω1t,ω2t,ω3t]T代表角速度，S是斜对称矩阵，t为时间；动力学模型通过如下公式得到： 为角速度ωt的导数，J0＝J-δTδ，J为惯性矩阵，δ为耦合矩阵，ΔJ＝0.1e-0.01t，ψt为为柔性模态ηt的二阶导数，K0为刚度矩阵，C0为阻尼矩阵，ut为控制输入，dt为未知谐波干扰，为总干扰；所述未知谐波干扰通过如下公式得到： djt为所述未知谐波干扰dt的分量，dt＝[djt，j＝1,2,3]T，为外生系统状态变量υjt的导数，Wj为第一可测参数，τj为谐波干扰频率，Vj为可测常数参数，Vj＝[10]；所述柔性航天器模糊动态模型通过如下公式得到： 为状态变量xt导数，λ是模糊规则数，βt和是前件变量和T-S模糊集合，xt为状态变量，βt与xt有关，Ai为系统矩阵，为系统不确定项，B为系统控制矩阵，sit为模糊辅助项，为系统柔性航天器模糊动态模型的输出向量，Ci为输出矩阵；S2、所述柔性航天器模糊动态模型中的未知谐波干扰经目标转化处理，得到未知谐波干扰表达式；预设自适应干扰观测器，用于估计所述未知谐波干扰表达式中的未知因子，得到未知因子估计；基于所述未知因子估计，得到未知谐波干扰误差动力学模型；预设柔性振动观测器，用于估计动力学模型中的柔性模态，得到柔性模态估计；基于所述柔性模态估计，得到柔性模态误差动力学模型；所述目标转化处理的操作具体为：预设辅助滤波器，所述辅助滤波器用于将未知谐波干扰转化为带有未知因子的表达式，得到所述未知谐波干扰表达式；所述辅助滤波器通过如下公式得到： ξjt为滤波器，为滤波器导数，Mj为滤波矩阵，Nj为滤波控制矩阵，djt为所述未知谐波干扰dt的分量，dt＝[djt，j＝1,2,3]T；所述未知谐波干扰表达式为： ξj1t为滤波器第一分量，θj1为所述未知因子，ξj2t为滤波器第二分量，mj2为滤波矩阵第二参量，为不确定参数转置，δdjt为衰减向量；所述自适应干扰观测器通过如下公式得到： 为所述未知因子估计，为干扰观测器第一辅助变量，εjt为干扰观测器第二辅助变量，为所述干扰观测器第一辅助变量导数，为干扰观测器设计参数，mj1为滤波矩阵第一参量，ξj1t为滤波器第一分量，为滤波器第二分量导数，θj1为所述未知因子，为不确定参数转置，δdjt为衰减向量；所述未知谐波干扰误差动力学模型通过如下公式得到： 为未知谐波干扰误差导数，为干扰观测器设计参数，ξj1t为滤波器第一分量，eθjt为所述未知谐波干扰误差，为不确定参数转置，δdjt为衰减向量；所述柔性模态误差动力学模型通过如下公式得到： 为柔性模态误差导数，eΨt为柔性模态误差，eΨt＝[eηt,eψt]T，eηt为柔性模态误差第一分量，ηt为所述柔性模态，为所述柔性模态估计，eψt为柔性模态误差第二分量，ψt为辅助状态，为辅助状态估计，J2为模态矩阵；S3、所述未知谐波干扰误差动力学模型和柔性模态误差动力学模型，与基于模糊控制器和自适应律得到的动态事件触发机制结合，构建李雅普诺夫函数，求导得到李雅普诺夫函数导数；控制所述李雅普诺夫函数导数的范围不超过阈值，实现对柔性航天器的稳定控制；所述模糊控制器通过如下公式得到： uFt为模糊控制律，为总控制增益，xt为状态变量，uat为自适应补偿项，为未知谐波干扰估计，为模糊辅助项估计；所述自适应补偿项uat通过如下公式得到： 是总干扰上界估计，BT为系统控制矩阵转置，P1为正定矩阵第一分量，xTt为状态变量转置；所述模糊辅助项估计通过如下公式得到： zixt是系统隶属度函数，S为斜对称矩阵，xωit为辅助角速度状态变量，δT为耦合矩阵转置，为辅助状态估计，C0为阻尼矩阵，K0为刚度矩阵，为所述柔性模态估计，δ为耦合矩阵，ωt为角速度；所述自适应律通过如下公式得到： 为总干扰上界估计导数，β为自适应律附加参数，xTt为状态变量转置，P1为正定矩阵第一分量，B为系统控制矩阵，κ为修正参数，为总干扰上界估计，αt为自适应律可积函数；所述动态事件触发机制通过如下公式得到：ut＝[u1t,u2t,u3t]T,wt＝[w1t,w2t,w3t]T,wt＝uFt, ut为控制输入，wt为事件触发控制信号，uFt为模糊控制律，xTt为状态变量转置，P1为正定矩阵第一分量，B为系统控制矩阵，et为测量误差，c1为触发机制第一参数，ρt为内部动态变量，∈为缩放参数，Q为辅助正定矩阵，σt为保底函数，内部动态变量导数，c2为触发机制第二参数；所述李雅普诺夫函数通过如下公式得到： Vt为李雅普诺夫函数，为总状态转置，P为总正定矩阵，Φ1t为总状态，为未知谐波干扰误差第一分量转置，P3为正定矩阵第三分量，eθ1为未知谐波干扰误差第一分量，为未知谐波干扰误差第二分量转置，P4为正定矩阵第四分量，eθ2为未知谐波干扰误差第二分量，为未知谐波干扰误差第三分量转置，P5为正定矩阵第五分量，eθ3为未知谐波干扰误差第三分量，δdT为总衰减向量转置，P6为正定矩阵第六分量，δdt为总衰减向量，β为自适应律附加参数，为自适应误差，ρt为内部动态变量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 曲阜师范大学 一种未知谐波干扰下的柔性航天器稳定控制方法