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专利号: 2018113784528
申请人: 曲阜师范大学
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:2023-08-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于干扰补偿的抗干扰量化控制模型获取方法,其特征是:其步骤是:建立含有多源干扰和量化输入的非线性系统状态空间模型,建立基于量化输出的扩张状态观测器,

建立基于状态和干扰估计的自适应量化控制器。

2.根据权利要求1所述的基于干扰补偿的抗干扰量化控制模型获取方法,其特征是:建立含有多源干扰和量化输入的非线性系统状态空间模型,包括:含有多源干扰及量化输入的非线性系统Σ为:

其中x(t)∈Rn,u(t)∈Rm,d1(t)∈R,w(t)∈Rr,y(t)∈Rp分别表示系统状态、控制输入、n×n n×m p×p n×r p×m p×q p×q外部干扰以及测量输出。A0∈R ,B0∈R ,C0∈R ,D0∈R ,G0∈R ,F01∈R ,F02∈R表示给定的系统矩阵,f01(x(t),t),f02(x(t),t)为非线性函数,满足如下的条件:f0i(0,t)=0,||f0i(x1(t),t)-f0i(x2(t),t)||≤ηi||x1(t)-x2(t)||,i=1,2,ηi>0.未知外界干扰d1(t)可描述为其中W,H,V为合适维数的矩阵。量化器算子定义为其中函数 表示μu>0,μy>0表示量化水平,q(·)表示带有固定量化水平的均匀量化器。量化误差Δu(t),Δy(t)定义为

3.根据权利要求1所述的基于干扰补偿的抗干扰量化控制模型获取方法,其特征是:建立基于量化输出的扩张状态观测器,包括:基于含有多源干扰以及量化输入的状态空间模型Σ和干扰模型,得到如下的扩张系统其中 F1=[F01  0]T, C=[C0G0V],F2=F02,f1(ζ(t),t)=f01(x(t),t),f2(ζ(t),t)=f02(x(t),t).设计如下的带有量化输出的扩张状态观测器:其中 L为观测器增

益。

4.根据权利要求1所述的基于干扰补偿的抗干扰量化控制模型获取方法,其特征是:建立基于状态和干扰估计的自适应量化控制器,包括:控制器设计为

其中K为控制器增益,P>0。

5.根据权利要求1所述的基于干扰补偿的抗干扰量化控制模型获取方法,其特征是:以飞行器系统为模型介质,建立含有多源干扰和量化输入的非线性系统状态空间模型,包括:在考虑阵风干扰力矩多源干扰和量化输入作用下,搭建飞行器系统状态空间模型Σ1为:其中 u(t),w(t)分别表示系统的状态,输出,控制输入,外部干扰,θ,ψ分别表示滚动角,俯仰角和偏航角,ωx,ωy,ωz表示角速度,D1=[01×4 -ω0 0]T, 为轨道频率。

Ix,Iy,Iz表示惯量矩阵的三个分量。

Ix=20kg·m2,Iy=18kg·m2,Iz=15kg·m2,未知外界干扰d1(t)可描述为

其中ω(t)为状态变量,

6.根据权利要求1所述的基于干扰补偿的抗干扰量化控制模型获取方法,其特征是:以飞行器系统为模型介质,建立基于量化输出的扩张状态观测器,包括:基于含有多源干扰以及量化输入的状态空间模型Σ和干扰模型,得到如下的扩张系统其中 C=[C0G0V].

设计如下的带有量化输出的扩张状态观测器:

基于含有多源干扰以及量化输入的状态空间模型Σ1,设计如下的带有量化输出的扩张状态观测器:其中 L为观测器增益。

7.根据权利要求1所述的基于干扰补偿的抗干扰量化控制模型获取方法,其特征是:以飞行器系统为模型介质,建立基于状态和干扰估计的自适应量化控制器,包括:控制器设计为

其中K为控制器增益,P>0。

8.一种基于干扰补偿的抗干扰量化控制模型获取系统,包含有以下内容:含有多源干扰和量化输入的非线性系统状态空间模型建立单元10,用于获取干扰模型和非线性系统模型,基于量化输出的扩张状态观测器建立单元20,用于获得干扰估计值和系统状态,基于状态和干扰估计的自适应量化控制器建立单元30,用于作用到建立的非线性系统。

9.一种基于干扰补偿的抗干扰量化控制器,包含有以下内容:在控制器中储存有基于干扰补偿的抗干扰量化的控制模型,基于干扰补偿的抗干扰量化的控制模型根据权利要求1至7任一项所述的获取方法获得。

10.一种基于干扰补偿的抗干扰量化控制方法,包含有以下内容:应用权利要求9在CPU中应用基于干扰补偿的抗干扰量化控制器进行控制。