[发明专利]基于事件触发机制的可重复使用运载系统的滑模控制方法

说明书

本发明公开了一种基于事件触发机制的可重复使用运载系统的滑模控制方法，将可重复使用运载系统简化为二阶线型系统，利用滑模控制的智能方法，有效解决系统运行环境不断变化的问题，获得理想的动态特性，对系统参数和外部的干扰信号变化具有一定的鲁棒性，使得系统具有良好的稳定性；此外，引入事件触发通信机制，减少网络中的传输数据，减轻了网络带宽占有率的负担，节约有限的通信资源，降低网络节点的功率消耗。

技术领域

本发明涉及非线性系统控制技术领域，特别涉及一种基于事件触发机制的可重复使用运载系统的滑模控制方法。

背景技术

可重复使用运载器是迄今为止飞行过程最为复杂的一种飞行器，在再入阶段，可重复使用运载器需要在具有极大初始再入动能和势能的条件下，穿越复杂的飞行环境，实现飞行器的安全着陆，同时，又要使得过载、动压和气动加热处于允许的范围之内。可重复使用运载器的再入飞行具有大空域、跨速域的飞行特点，并且飞行过程中气动特性变化强烈，导致外部环境产生干扰力矩，因此其控制是一项较为困难的工作。除此之外，保证控制系统的稳定性是非常重要的，尽管目前基于各种经典线性控制理论和先进控制理论方法已经提出，但由于可重复使用运载系统复杂性，一般的线性控制理论不再适用。

一方面，由于可重复使用运载系统复杂性，线性控制理论不再适用。

另一方面，可重复使用运载系统通过无线网络连接实现，一个需要考虑的问题就是在网络控制系统中是否有足够的带宽，将信息反馈到控制器上，然后将控制命令发送到执行器和对象上。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于事件触发机制的可重复使用运载系统的滑模控制方法解决了可重复使用运载系统中的线性控制理论不适用以及网络控制系统中网络拥挤的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于事件触发机制的可重复使用运载系统的滑模控制方法，包括以下步骤：

S1、根据空气动力学原理，建立可重复使用运载系统的动态模型，得到控制力矩与运载器姿态的关系式；

S2、根据控制力矩与运载器的关系式，采用滑模控制法，得到控制信号；

S3、通过传感器采集跟踪误差；

S4、判断跟踪误差是否大于误差阈值，若是，并将时间标识t_c更新为t_c+1，并将t_c+1时刻，控制器产生的控制信号通过网络发送给执行器；若否，则跳转至步骤S3。

步骤S1中控制力矩与运载器姿态的关系式为：

e_ψ＝ψ-ψ_c (2)

ψ_c＝[α_c β_c σ_c]^T (3)

ψ＝[α β σ]^T (4)

ω＝[p q r]^T (7)

T＝[M_x M_yM_z]^T (8)