一種采用干擾估計器的多運(yùn)動體跟蹤控制方法
【專利摘要】該發(fā)明公開了一種采用干擾估計器的多運(yùn)動體跟蹤控制方法，屬于運(yùn)動控制領(lǐng)域,特別是通過一致性控制算法保持多個運(yùn)動物體運(yùn)動一致的方法。首先設(shè)定各運(yùn)動體的通訊關(guān)系網(wǎng)，保證各運(yùn)動體能直接或間接的獲得領(lǐng)頭運(yùn)動體的運(yùn)動狀態(tài)，然后領(lǐng)頭運(yùn)動體發(fā)送信號，各運(yùn)動體接收到與之有關(guān)聯(lián)的運(yùn)動體的運(yùn)動狀態(tài)信號后進(jìn)行分析、計算，根據(jù)計算結(jié)果控制本身運(yùn)動狀態(tài)，從而達(dá)到發(fā)明目的。從而在控制多運(yùn)動體保持運(yùn)動一致性過程中具有抗干擾能力強(qiáng)、計算量小、實(shí)時性強(qiáng)的效果。
【專利說明】一種采用干擾估計器的多運(yùn)動體跟蹤控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于運(yùn)動控制領(lǐng)域，特別是通過基于干擾估計器的控制算法保持多個運(yùn)動物體狀態(tài)魯棒一致。
【背景技術(shù)】
[0002]對于多個運(yùn)動體，“一致”是指多個運(yùn)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(dá)到某個狀態(tài)具有相同的步調(diào)。運(yùn)動體的分布式“一致性算法”是指它通過收集與其相鄰運(yùn)動體的信息，加上自身的信息，匯總后都得到的一種可執(zhí)行方案，從而實(shí)現(xiàn)多運(yùn)動體運(yùn)動狀態(tài)的一致。
[0003]然而，運(yùn)動體運(yùn)動過程中不可避免的要受到各種干擾，這些干擾都是無法確定和預(yù)估的。運(yùn)動體的外部干擾主要來自于環(huán)境的影響，比如紊流、雨滴等對飛行器飛行的影響，會導(dǎo)致飛行器的受力產(chǎn)生變化，從而影響飛行器的飛行軌跡和姿態(tài)。另一方面，運(yùn)動體內(nèi)部的不確定因素也會對運(yùn)動體狀態(tài)產(chǎn)生不可預(yù)知的影響。典型的內(nèi)部干擾表現(xiàn)為由于燃料不停的燃燒或者燃料的加入導(dǎo)致運(yùn)動體的質(zhì)量產(chǎn)生變化，比如對于在軌運(yùn)行的衛(wèi)星，其轉(zhuǎn)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(dǎo)致轉(zhuǎn)動慣量的變化)，這種特點(diǎn)會給衛(wèi)星姿態(tài)的精確調(diào)節(jié)帶來一定難度。
[0004]外部干擾和內(nèi)部不確定因素會對系統(tǒng)造成不可預(yù)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(tǒng)，指 標(biāo)的設(shè)定和權(quán)函數(shù)的選取比較復(fù)雜；滑?？刂剖且环N特殊的切換控制，可以在非線性系統(tǒng)中發(fā)揮良好的魯棒控制效果，但是其輸出的控制信號存在抖顫，這對于系統(tǒng)的性能非常不利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對【背景技術(shù)】的不足之處改進(jìn)設(shè)計了一種采用干擾估計器的多運(yùn)動體跟蹤控制方法，從而在控制多運(yùn)動體保持運(yùn)動一致性過程中達(dá)到抗干擾能力強(qiáng)、計算量小、實(shí)時性強(qiáng)的目的。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是首先設(shè)定各運(yùn)動體的通訊關(guān)系網(wǎng)，保證各運(yùn)動體能直接或間接的獲得領(lǐng)頭運(yùn)動體的運(yùn)動狀態(tài)；然后領(lǐng)頭運(yùn)動體發(fā)送信號，各運(yùn)動體接收到與之有關(guān)聯(lián)的運(yùn)動體的運(yùn)動狀態(tài)信號后進(jìn)行分析、計算，根據(jù)計算結(jié)果控制本身運(yùn)動狀態(tài)，從而達(dá)到發(fā)明目的，因而本發(fā)明一種采用干擾估計器的多運(yùn)動體跟蹤控制方法包括:
[0007]步驟1:設(shè)定各運(yùn)動體間的通訊關(guān)系網(wǎng)，保證各運(yùn)動體能直接或間接的獲得領(lǐng)頭運(yùn)動體的運(yùn)動狀態(tài)；
[0008]步驟2:領(lǐng)頭運(yùn)動體發(fā)送信號，各運(yùn)動體接收與之有關(guān)聯(lián)運(yùn)動體的運(yùn)動狀態(tài)信號，然后基于運(yùn)動體的運(yùn)動模型:
[0009]訓(xùn)=丨⑴ /(O
v:{t) = μχο + ?^?)[0010]確定控制信號μ i (t)的表達(dá)式如下:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種采用干擾估計器的多運(yùn)動體跟蹤控制方法，該方法包括: 步驟1:設(shè)定各運(yùn)動體間的通訊關(guān)系網(wǎng)，保證各運(yùn)動體能直接或間接的獲得領(lǐng)頭運(yùn)動體的運(yùn)動狀態(tài)； 步驟2:領(lǐng)頭運(yùn)動體發(fā)送信號，各運(yùn)動體接收與之有關(guān)聯(lián)運(yùn)動體的運(yùn)動狀態(tài)信號，然后基于運(yùn)動體的運(yùn)動模型:⑴m ⑴
ViU) = μXt) +d (O 確定控制信號Ui(t)的表達(dá)式如下: ,",.(O = 4 (O 其中Ti (t)為第i個運(yùn)動體的位置信息，Vi (t)為第i個運(yùn)動體的速度信，(Ii (t)為干擾信號，4⑴為干擾估計信號，Ui (t)為標(biāo)定控制信號， 信號Ui (t)保證如下的標(biāo)定模型: ? (O = Vi (O ⑵ ?，,.(0 = ",.(/) 實(shí)現(xiàn)狀態(tài)一致性跟蹤； 步驟3:標(biāo)定控制信號Ui (t)的確定，其具體表達(dá)式如下:
2.如權(quán)利要求1所述的一種采用干擾估計器的多運(yùn)動體跟蹤控制方法，其特征摘要步驟4的具體步驟為: 步驟4-1:建立式(O的拉普拉斯關(guān)系式: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(yōu)先權(quán)日:2014年6月21日
【發(fā)明者】朱波, 孟長 申請人:電子科技大學(xué)