一種採用幹擾估計器的多運動體跟蹤控制方法

2023-07-27 03:09:01 1

一種採用幹擾估計器的多運動體跟蹤控制方法
【專利摘要】該發明公開了一種採用幹擾估計器的多運動體跟蹤控制方法，屬於運動控制領域,特別是通過一致性控制算法保持多個運動物體運動一致的方法。首先設定各運動體的通訊關係網，保證各運動體能直接或間接的獲得領頭運動體的運動狀態，然後領頭運動體發送信號，各運動體接收到與之有關聯的運動體的運動狀態信號後進行分析、計算，根據計算結果控制本身運動狀態，從而達到發明目的。從而在控制多運動體保持運動一致性過程中具有抗幹擾能力強、計算量小、實時性強的效果。
【專利說明】一種採用幹擾估計器的多運動體跟蹤控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於運動控制領域，特別是通過基於幹擾估計器的控制算法保持多個運動物體狀態魯棒一致。
【背景技術】
[0002]對於多個運動體，「一致」是指多個運動體形成某種同步或者匹配，比如速度一致或者位置一致，達到某個狀態具有相同的步調。運動體的分布式「一致性算法」是指它通過收集與其相鄰運動體的信息，加上自身的信息，匯總後都得到的一種可執行方案，從而實現多運動體運動狀態的一致。
[0003]然而，運動體運動過程中不可避免的要受到各種幹擾，這些幹擾都是無法確定和預估的。運動體的外部幹擾主要來自於環境的影響，比如紊流、雨滴等對飛行器飛行的影響，會導致飛行器的受力產生變化，從而影響飛行器的飛行軌跡和姿態。另一方面，運動體內部的不確定因素也會對運動體狀態產生不可預知的影響。典型的內部幹擾表現為由於燃料不停的燃燒或者燃料的加入導致運動體的質量產生變化，比如對於在軌運行的衛星，其轉動慣量的精確值一般難以獲取，而且該值一般是慢時變的(燃料消耗，導致轉動慣量的變化)，這種特點會給衛星姿態的精確調節帶來一定難度。
[0004]外部幹擾和內部不確定因素會對系統造成不可預測的影響，針對這種影響的解決方案主要有H2控制、H00控制和滑模控制等。其中，前兩者具有很好魯棒性效果，然而它們主要針對的是線性系統，指 標的設定和權函數的選取比較複雜；滑模控制是一種特殊的切換控制，可以在非線性系統中發揮良好的魯棒控制效果，但是其輸出的控制信號存在抖顫，這對於系統的性能非常不利。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是針對【背景技術】的不足之處改進設計了一種採用幹擾估計器的多運動體跟蹤控制方法，從而在控制多運動體保持運動一致性過程中達到抗幹擾能力強、計算量小、實時性強的目的。
[0006]本發明的技術方案是首先設定各運動體的通訊關係網，保證各運動體能直接或間接的獲得領頭運動體的運動狀態；然後領頭運動體發送信號，各運動體接收到與之有關聯的運動體的運動狀態信號後進行分析、計算，根據計算結果控制本身運動狀態，從而達到發明目的，因而本發明一種採用幹擾估計器的多運動體跟蹤控制方法包括:
[0007]步驟1:設定各運動體間的通訊關係網，保證各運動體能直接或間接的獲得領頭運動體的運動狀態；
[0008]步驟2:領頭運動體發送信號，各運動體接收與之有關聯運動體的運動狀態信號，然後基於運動體的運動模型:
[0009]訓=丨⑴ /(O
v:{t) = μχο + ?^?)[0010]確定控制信號μ i (t)的表達式如下:
[0011]
【權利要求】
1.一種採用幹擾估計器的多運動體跟蹤控制方法，該方法包括: 步驟1:設定各運動體間的通訊關係網，保證各運動體能直接或間接的獲得領頭運動體的運動狀態； 步驟2:領頭運動體發送信號，各運動體接收與之有關聯運動體的運動狀態信號，然後基於運動體的運動模型:⑴m ⑴
ViU) = μXt) +d (O 確定控制信號Ui(t)的表達式如下: ,",.(O = 4 (O 其中Ti (t)為第i個運動體的位置信息，Vi (t)為第i個運動體的速度信，(Ii (t)為幹擾信號，4⑴為幹擾估計信號，Ui (t)為標定控制信號， 信號Ui (t)保證如下的標定模型: ? (O = Vi (O ⑵ ?，,.(0 = ",.(/) 實現狀態一致性跟蹤； 步驟3:標定控制信號Ui (t)的確定，其具體表達式如下:
2.如權利要求1所述的一種採用幹擾估計器的多運動體跟蹤控制方法，其特徵摘要步驟4的具體步驟為: 步驟4-1:建立式(O的拉普拉斯關係式:式=Qxdj = QO;.-//,.)， 其中:Q代表低通濾波器，步驟4-2:取步驟4-1中拉氏變換為，得到:
【文檔編號】G05B13/02GK104035328SQ201410280413
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月21日 優先權日:2014年6月21日
【發明者】朱波, 孟長 申請人:電子科技大學