欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2017107562164
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种基于固定时间滑模的飞行器自适应姿态控制方法,其特征在于:所述控制方法包括以下步骤:步骤1,建立飞行器的运动学和动力学模型,初始化系统状态以及控制参数,过程如下:

1.1飞行器姿态系统的运动学模型表达形式为:其中qv=[q1,q2,q3]T和q4分别是单位四元数的矢量部分和标量部分且满足分别是qv和q4的导数;Ω∈R3是飞行器的角速度;I3是R3×3单位矩阵;×是运算符号,将运算符号×应用于a=[a1,a2,a3]T,得:

1.2飞行器姿态系统的动力学模型表达形式为:其中J∈R3×3是飞行器的转动惯性矩阵; 是飞行器的角加速度;u∈R3和d∈R3是控制力矩和外部扰动;

1.3假设转动惯性矩阵J=J0+ΔJ,其中J0和ΔJ分别表示J的标称部分和不确定部分,则式(4)重新写成:进一步得到:

1.4对式(1)进行微分,得到:其中 为干扰和不确定性的集合,满足且c1,c2,c3为正常数;

步骤2,在存在转动惯量不确定和外部扰动的情况下,基于飞行器的姿态控制系统,设计所需的滑模面,过程如下:选择固定时间滑模面S∈R3为:其中,α1和β1为正常数; m1,n1,p1,r1为正奇数,满足m1>n1和p1<r1<

2p1;Sau=[Sau1,Sau2,Sau3]T,Saui可以表示为:υ为正常数;函数

定义为

步骤3,设计固定时间自适应控制器,其过程如下:

3.1考虑固定时间自适应控制器被设计为:其中

Fe定义为:

K>0,m2,n2,p2,r2为正奇数,满足m2>n2,p2<r2<2p2; 分别为c1,c2,c3的估计;||·||表示值的二范数;

3.2设计自适应参数的更新律:其中η1,η2,η3,ε1,ε2,ε3为正常数; 分别为 的导数;

步骤4,固定时间稳定性证明,其过程如下:

4.1证明飞行器系统所有信号都是一致最终有界,设计李雅普诺夫函数为如下形式:其中 ST是S的转置;

对式(15)进行求导,并将(7)代入,得到:对任意的正常数δ1,δ2,δ3,存在下列不等式:因此,式(15)表达为:

其中min{·}表示最小值;

则判定飞行器系统所有信号都是一致最终有界的,因此,存在一个正常数γ2,使得成立;

4.2证明固定时间收敛,设计李雅普诺夫函数为如下形式:对式(21)进行求导,并将(7)和(9)代入,得到:如果式(22)写成

其中

基于以上分析,飞行器系统状态在固定时间一致最终有界。