一种强耦合非线性系统高精度控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种强耦合非线性系统高精度控制方法及系统，适应复杂航天器强耦合非线性的动力学特性，采用超螺旋滑模干扰观测器对耦合项进行解耦，采用反步控制法对解耦后模型中的非线性特性进行控制，克服传统方法对精确建模需求高、鲁棒性低等缺点，在被控对象姿态系统稳定的前提下，保证控制精度，满足任务需求，同时对于系统中的未建模特性与干扰不敏感，鲁棒性强，提高了系统的控制精度。提高了系统的控制精度。提高了系统的控制精度。

【技术实现步骤摘要】
一种强耦合非线性系统高精度控制方法及控制系统


[0001]本专利技术涉及控制
，尤其涉及一种强耦合非线性系统高精度控制方法及系统。

技术介绍

[0002]在对强耦合非线性系统进行控制时，通常需要先对强耦合非线性系统进行解耦。而现有的解耦方法包括：（1）采用多变量过程控制解耦方法，该方法在系统结构较为简单的情况下，易于操作，效果显著，但该方法适用的模型较为简单，并且未考虑系统非线性环节，无法适用于强耦合非线性系统的解耦过程。（2）针对变量系统采用前馈结构，该方法的优点是原理简单，便于操作，对于不太复杂的系统效果显著，但缺点是需要精确要求系统模型，且仅适用于线性定常系统，不适用于非线性系统，无法适用于强耦合非线性系统的解耦过程。（3）采用动态逆解耦，该方法在模型精确的情况下可以取得良好的控制效果，但该方法需要得知系统精确模型，且鲁棒性较差。可见现有的解耦方法仅适用于简单线性系统或者模型精确的非线性系统，且鲁棒性差，难以满足实际需求。
[0003]基于此，亟需一种能够提高对强耦合非线性系统的控制精度的控制方法及系统。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强耦合非线性系统高精度控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：根据被控对象特性，建立强耦合非线性模型；利用超螺旋滑模干扰观测器对所述强耦合非线性模型中的未知项进行估计，以对所述强耦合非线性模型进行解耦，得到解耦后模型；基于所述解耦后模型，设计非线性控制器，并利用所述非线性控制器对被控对象进行控制。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，利用反步控制法设计所述非线性控制器。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述利用超螺旋滑模干扰观测器对所述强耦合非线性模型中的未知项进行估计包括：建立超螺旋滑模干扰观测器的观测变量表达式和观测器表达式；基于超螺旋滑模干扰观测器理论构建观测器参数的约束条件；在所述约束条件下，基于所述观测变量表达式和所述观测器表达式进行迭代计算，对未知项进行估计，得到估计项。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述强耦合非线性模型为：；其中，为被控对象姿态参数，为第i个姿态参数；的微分；为第i个姿态参数对应的第一非线性已知函数；为第i个姿态参数对应的第二非线性已知函数；为第i个姿态参数对应的包含耦合项的未知项；为控制力矩；为被控对象的期望姿态。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述观测变量表达式为：；其中，的估计项；的微分；的估计项。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述观测器表达式为：；其中，为第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王常虹，韩泽强，夏红伟，马广程，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：