[发明专利]一种带有执行器饱和问题的运动体姿态事件触发控制方法

权利要求书

1.一种带有执行器饱和问题的运动体姿态事件触发控制方法，其特征在于：其具体步骤如下：

步骤一给定期望跟踪值：给定期望姿态角φ_d,θ_d,ψ_d；给定期望姿态角速度p_d,q_d,r_d；

步骤二姿态角跟踪误差计算：计算期望姿态角与实际姿态角之间的误差φ_e,θ_e,ψ_e；计算期望姿态角速度误差q_e,p_e,r_e；

步骤三事件触发(event-triggered)控制器设计：计算反馈增益K_c，其计算方法如下：

1)给出线性化运动体状态方程

将一般形式运动体的线化状态方程表达为其中，为状态量，其中，φ,θ,ψ为姿态角，p,q,r为姿态角速度，φ_d,θ_d,ψ_d为期望姿态角，p_d,q_d,r_d为期望姿态角速度；μ为输入量，e为状态误差输出；其中C＝[I -I]；

2)设计事件触发(event-triggered)控制器，计算反馈增益K_c

反馈增益K_c的计算方法如下：

定义对称正定矩阵X_c＞0，矩阵Y_c和参数μ＞0满足如下线性矩阵不等式：

解出矩阵X_c与Y_c从而得到

需要指出的是，事件触发(event-triggered)控制器的输入量μ_c为：

μ_c＝e；

步骤四计算消除期望姿态角与实际姿态角之间误差所需的无限制控制量，即事件触发(event-triggered)控制器输出量y_c；设计事件条件；

步骤五给定控制量限位：计算消除期望姿态角、期望姿态角速度与实际姿态角、实际姿态角速度之间误差所需的饱和控制量sat(μ)；

步骤六LQ抗饱和控制补偿器设计：计算修正控制量的反馈项v_aw和修正状态量的反馈项y_aw；

步骤七计算经LQ抗饱和控制补偿器修正后的事件触发(event-triggered)控制器输入μ_c,aw和事件触发(event-triggered)控制器输出y_c,aw，最终将控制量用于运动体非线性模型。

2.根据权利要求1所述的一种带有执行器饱和问题的运动体姿态事件触发控制方法，其特征在于：在步骤一中所述的给定期望姿态角包括：期望姿态角为Υ_d＝[φ_d,θ_d,ψ_d]^T，可以是时间或路径的函数Υ_d(t)，也可以是定值Υ_d(c)；所述的给定期望速度为ω_d＝[p_d,q_d,r_d]^T，可以是时间或路径的函数ω_d(t)，也可以是定值ω_d(c)。

3.根据权利要求1所述的一种带有执行器饱和问题的运动体姿态事件触发控制方法，其特征在于：在步骤二中所述的姿态角跟踪误差Υ_e＝[φ_e,θ_e,ψ_e]^T，其计算方法如下：

Υ_e＝Υ-Υ_d

所述的ω_e＝[p_e,q_e,r_e]^T为姿态角速度误差，其计算方法如下：

ω_e＝ω-ω_d

其中，k_w＞0为控制参数。