1.一种柔性航天器的双端事件触发自适应抗干扰控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)建立带有外部干扰的柔性航天器的运动学模型和动力学模型,然后利用T‑S模糊建模方法,将非线性柔性航天器系统转化为T‑S模糊系统;
2)在传感器到控制器通道(SC)设计事件触发机制,构造模态观测器估计柔性模态,并得到模态误差系统;
3)设计自适应律估计未知干扰的上界,基于估计值设计自适应抗干扰控制器,并在控制器到执行器通道(CA)设计事件触发机制,使航天器系统信号满足一致最终有界性;
步骤1中所述运动学模型为:
3
其中q0(t)∈R,qv(t)∈R 是四元数, 满足
3×3 T 3
I∈R 是单位矩阵,ω(t)=[ω1(t),ω2(t),ω3(t)] ∈R 代表角速度,
步骤1中所述动力学模型:
3×3 r 3×r
其中J∈R 代表惯性矩阵,η(t)∈R 表示柔性模态向量,δ∈R 表示耦合矩阵,C=r×rdiag{2ξkΩ k ,k=1 ,2 ,… ,r}∈R 表示阻尼矩阵 ,r表示模态数量 ,表示刚度矩阵,ξk表示阻尼率,Ωk表示频率,u(t)=(u1(t),T 3 T 3
u2(t),u3(t)) ∈R 表示控制力矩,d(t)=(d1(t),d2(t),d3(t)) ∈R 表示外部干扰,定义 那么,动力学模型可以转化为T
其中J0=J‑δδ;
步骤1中建立T‑S模糊模型具体为:定义状态变量
T T
xω(t)=[x1(t),x2(t),x3(t)] ,xq(t)=[x4(t),x5(t),x6(t)] ,选择建立第i条规则的模型:
规则i:如果v1(t)是θi1,v2(t)是θi2,…,v6(t)是θi6,那么T T
其中d1i(t)=(‑S(xωi))δψ(t)+δ(Cψ(t)+Kη(t)‑Cδω(t)),θig(g=1,2,…,6)代表T‑S模糊集合,v1(t),...,v6(t)是前件变量,i=1,2,…,λ,Ai和B是系统矩阵,并且表示角速度和四元素相应于第i条规则的取值,
柔性航天器系统的T‑S模糊模型可以写为:其中 对任意v(t),0≤hi(v(t))≤1,如果前件变量由系统状态定义,T‑S模糊柔性航天器系统为:步骤2中传感器到控制器通道(SC)的事件触发方案设计为:其中m1>0是常数,tr,k,tr,k+1表示触发时刻,xr(tr,k)表示触发时系统的状态,构造振动观测器:其中
步骤3中基于并行分布式补偿方案,设计自适应模糊抗干扰控制律,给出第j条规则如下:控制规则j:如果v1(t)是θj1,…,v6(t)是θj6,那么w(t)=uc(t),
3×6
其中Kj∈R 是要设计的增益矩阵,σ>0, 是设计参数,j=1,2,…,λ,如果v(t)是关于x(t)的函数,基于观测器的事件触发自适应模糊控制律可以表示为:w(t)=uc(t),
其中
em(t)=wm(t)‑um(t)是由事件触发机制引起的测量误差,tm,k,tm,k+1代表当前和下一个事件触发时刻,wm(tm,k)代表触发时刻时的控制信号,m2>0是设计参数。