系统工程与电子技术

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动态抗饱和平滑切换控制器设计方法

刘晨1, 董朝阳1, 王青2, 冉茂鹏2  

  1. 1北京航空航天大学航空科学与工程学院, 北京 100191;
    2北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院, 北京 100191
  • 出版日期:2017-06-23 发布日期:2010-01-03

动态抗饱和平滑切换控制器设计

刘晨1、董朝阳1、王庆2、冉茂鹏2  

  1. 1.北航大学航空科学与工程学院,北京100191;
    2.北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191
  • 在线:2017-06-23 出版:2010-01-03

摘要:

针对一类受饱和约束的切换系统,提出了一种动态抗饱和平滑切换控制器的设计方法。首先,基于模型依赖平均驻留时间的方法设计了平滑切换控制器,能够确保系统全局一致渐进稳定并具有一定的鲁棒性能。同时,通过引入链式切换律降低控制器设计的保守性。在此基础上,给出动态抗饱和补偿器的设计方法。将动态抗饱和补偿器设计问题转化为受线性矩阵不等式组约束的优化问题。以航天器在轨加注过程姿态控制系统为例,建立了该系统的链式平滑切换模型,上述模型能够更加准确地反映系统转动惯量的渐变特性。最后,数值仿真算例表明了所提出的控制器设计方法的有效性。

摘要:

针对一类受饱和限制的切换系统,提出了一种动态抗饱和平滑切换控制器的设计方法。首先,基于模式相关平均驻留时间,提出了一种平滑切换控制器设计方法,以确保系统全局一致渐近稳定。此外,引入链式切换律可以降低控制器设计的保守性。基于上述结果,提出了一种动态抗饱和补偿的设计方法。同时,将反饱和补偿设计问题转化为具有线性矩阵不等式约束的优化问题。其次,以航天器在轨加油姿态控制系统为例,建立了链式平滑切换系统模型,该模型能够更准确地反映航天器的惯性矩过渡动力学。最后,通过数值仿真实例说明了该方法的有效性。