[发明专利]一种仅依赖控制方向信息的刚体系统抗扰控制方法及系统

权利要求书

1.一种仅依赖控制方向信息的刚体系统抗扰控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立待抗扰控制的刚体系统的位移或者角度控制模型；基于控制模型获得控制方向信息与刚体系统位移或角度的跟踪误差信号；

步骤2，基于步骤1获得的跟踪误差信号建立总和加速度动态估计器；基于总和加速度动态估计器，获得刚体位移或者角度的跟踪误差信号变化率估计值及刚体系统总和加速度估计值；

步骤3，基于步骤1获得的控制方向信息、刚体系统位移或角度的跟踪误差信号，以及步骤2获得的刚体位移或者角度的跟踪误差信号变化率估计值、刚体系统总和加速度估计值，建立仅依赖控制方向信息的扰动补偿控制输入动态方程；基于仅依赖控制方向信息的扰动补偿控制输入动态方程实现刚体系统抗扰控制；

其中，步骤1中，

刚体系统的位移或者角度控制模型表示为：

式中，x₁(t)∈R为刚体在t时刻的位移或者角度，x₂(t)∈R为刚体在t时刻的速度或者角速度，u(t)∈R为刚体系统在t时刻的外部控制输入力或力矩，MI(t)∈R为刚体系统在t时刻的质量或转动惯量，f(x₁(t),x₂(t))∈R为刚体系统中未建模系统内部动态力或力矩在t时刻的值，d(t)∈R为刚体系统在t时刻受到的外部干扰力或力矩；

控制方向信息表示为：

式中，s_b(t)∈R为控制方向信息；

刚体系统位移或角度的跟踪误差信号表示为：

e₁(t)＝x₁(t)-r(t)，

式中，e₁(t)∈R为刚体系统在t时刻的位移或角度跟踪误差信号，r(t)∈R为刚体系统在t时刻的位移或角度参考信号；

步骤2中，

总和加速度动态估计器表示为：

式中，为总和加速度动态估计器在t时刻给出的刚体位移或者角度的跟踪误差信号估计值；为总和加速度动态估计器在t时刻给出的刚体位移或者角度的跟踪误差信号变化率估计值；为总和加速度动态估计器在t时刻给出的刚体系统总和加速度的估计值；[l₁ l₂ l₃]^T∈R³为总和加速度动态估计器的增益参数向量。

2.根据权利要求1所述的一种仅依赖控制方向信息的刚体系统抗扰控制方法，其特征在于，步骤3中，

仅依赖控制方向信息的扰动补偿控制输入动态方程表示为：

式中，λ∈R为控制动态调节系数，k_p∈R为比例增益系数，k_d∈R为微分增益系数。