，
，指向东，
：指向 地心； 2) 给定的期望姿态角为
，可以是时间或路径的函数:gyil，也可 以是定值
； 3) 给定期望速度为
：::，可以是时间或路径的函数
：:，也可以是 定值
[0027] 步骤二：计算姿态角跟踪误差||: · ' K； 当期望姿态角为时间或路径的函数时，姿态角跟踪误差1|:为
当期望姿态角为定值1^(0时，姿态角跟踪误差为
步骤三：设计事件触发（event-triggered)控制器，计算反馈增益&。
[0028] 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，
为状态量，其中，士汶妒为姿态 角，/?斗r为姿态角速度，为期望姿态角，
为期望姿态角速度；_为 输入量，i为状态误差输出，其中：
.
[0029] 2)设计事件触发（event-triggered)控制器，计算反馈增益AT 反馈增益的计算步骤如下： 定义对称正定矩阵矩阵Il和参数__|满足如下线性矩阵不等式：
解出矩阵X。与γ。从而得到
需要指出的是，事件触发（event-triggered)控制器的输入量 < 为：
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JV为，其计算公式如下：
在事件触发（event-triggered)控制的框架中，控制器只在瞬时时间
时更 新控制量，如下：
定义状态误差为 选择事件条件为
其中〇·> 0, 一旦违反了上不等式，则将触发新的控制任务，更新控制量。
[0030] 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況 其计算方法如下：
其中，为控制量所限定的最小值，:1?:为控制量所限定的最大值。
[0031] 步骤六：设计模型修复抗饱和控制补偿器设计 1) LQ抗饱和控制补偿器状态方程为：
LQ抗饱和控制补偿器的输入为：
2) 计算修正控制量的反馈项义^和修正状态量的反馈项，其计算方法步骤如下： 1根据LQ抗饱和控制补偿器的状态量与输入的维数选择正定对称方阵δρ和及ρ ;选择 常数__|。
[0032] 2定义自由变量矩阵
，
[0033] 3解线性矩阵不等式（LMI)优化问题，使得值最小，求出自由变量矩阵：Q，U，Υ，Κ， L, X1, X2； 使得：
CN 105159307 A VL 8/8 贝
根据优化解方案计算出自由变量矩阵以及反馈量：
修正控制量的反馈项：
修正状态量的反馈项：
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 入趣和事件触发（event-triggered)控制器输出·，其计算方法如下：
量。
【主权项】
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；给定期望姿态角速度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 计算期望姿态角速度误差步骤三事件触发（event-triggered)控制器设计：计算反馈增益.尤、，； 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;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; 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_|:和修正状态量的反馈 项丨施?:; 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/4.和事件触发（event-triggered)控制器输出，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，其特征在于步骤一中所述的给定期望姿态角包括：期望姿态角为，可以是时间或路径的函数議，也可以是定值;所述的给定期望速度为可以是时间或路径的函数__，也可以是定值#&)。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，其计算方法如下：所述K为姿态角速度误差，其计算方法如下：其中，为控制参数。4. 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：在步骤三中所述的反馈增益K。，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，么見垆为姿态 角，为姿态角速度，为期望姿态角，为期望姿态角速度；:_为 输入量，.赛为状态误差输出，其中2)设计事件触发（event-triggered)控制器，计算反馈增益Kc反馈增益的K。计算方法如下： 定义对称正定矩阵X，〇,矩阵Y。和参数μ >〇满足如下线性矩阵不等式：解出矩阵X。与Y。从而得到需要指出的是，事件触发（event-triggered)控制器的输入量μ。为： μ。= e 〇5. 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：在步骤四中所述的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)控制器输出量为，其计算公式如下：在事件触发（event-triggered)控制的框架中，控制器只在瞬时时间％,灸€ 时更新控制量，如下：定义状态误差为 选择事件条件为 其中f > O，一旦违反了上不等式，则将触发新的控制任务，更新控制量。6. 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：在步骤五中所述的给定控制量限位，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jiifti::，其计算方法如下：其中，为控制量所限定的最小值，μ _为控制量所限定的最大值。7.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：在步骤六中所述的LQ抗饱和控制补偿器，修正控制量的反馈项和修正状 态量的反馈项，其计算方法步骤如下： 1. LQ抗饱和控制补偿器状态方程为：LQ抗饱和控制补偿器的输入μ aw为：2) 计算修正控制量的反馈项和修正状态量的反馈项:_論，其计算方法步骤如下： 1根据LQ抗饱和控制补偿器的状态量与输入的维数选择正定对称方阵i^P_^选 择常数; 2定义自由变量矩阵3解线性矩阵不等式（LMI)优化问题，使得yaw值最小，求出自由变量矩阵Q，U，Y，K， L, X1, X2; 使得：根据优化解方案计算出自由变量矩阵以及反馈量： 修正控制量的反馈项：修正状态量的反馈项：8.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：在步骤七中所述的经LQ抗饱和控制补偿器修正后的事件触发（event-triggered) 控制器输入/4和事件触发（event-triggered)控制器输出其计算方法如下：最终，经饱和非线性环节后得到的即为用于运动体非线性模型的控制量。
【专利摘要】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，步骤如下：（一）给定期望跟踪值：期望姿态角，期望姿态角速度；（二）姿态角跟踪误差计算：姿态角误差与姿态角速度误差；（三）事件触发（event-triggered）控制器设计：计算反馈增益；（四）计算消除姿态角的事件触发控制器输出量；设计事件条件；（五）给定控制量限位：计算消除期望姿态角、姿态角速度误差的饱和控制量；（六）LQ抗饱和控制补偿器设计：计算修正控制量和状态量的反馈项、；（七）计算经LQ抗饱和控制补偿器修正后的事件触发控制器输入和输出、，将其用于运动体控制模型。该方法可解决执行机构饱和、系统数据负载问题，跟踪任意期望姿态，保证闭环系统渐近稳定。
【IPC分类】G05D1/08
【公开号】CN105159307
【申请号】CN201510533728
【发明人】郑泽伟, 祝明
【申请人】北京天航华创科技股份有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月27日