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      一種航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切換方法及最大吸引域估計(jì)的制作方法

      文檔序號:10487857閱讀:564來源:國知局
      一種航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切換方法及最大吸引域估計(jì)的制作方法
      【專利摘要】本發(fā)明公開了一種航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切換方法及最大吸引域估計(jì),該方法為,首先建立航天器交會(huì)相對運(yùn)動(dòng)模型,其次提出航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切換方法,最后通過求解凸優(yōu)化問題,給出在增益切換方法下閉環(huán)系統(tǒng)的最大吸引域估計(jì)。本發(fā)明將航天器非對稱執(zhí)行器飽和控制問題轉(zhuǎn)化為執(zhí)行器對稱飽和控制問題。本發(fā)明的控制器計(jì)算只需要求解線性矩陣不等式,計(jì)算簡單易行;改善了閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能;同時(shí)給出了閉環(huán)系統(tǒng)最大吸引域的估計(jì)。
      【專利說明】
      一種航天器交會(huì)系統(tǒng)的増益切換方法及最大吸引域估計(jì)
      技術(shù)領(lǐng)域
      [0001] 本發(fā)明屬于航天領(lǐng)域,具體涉及一種執(zhí)行器非對稱飽和航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切 換方法及最大吸引域估計(jì)。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 航天器軌道交會(huì)是指一個(gè)航天器(稱為追蹤航天器)主動(dòng)追蹤、靠近另一個(gè)航天器 (稱為目標(biāo)航天器),使兩者能實(shí)施對接的空間使命。粗略地說,交會(huì)是指一個(gè)運(yùn)行在圓形或 橢圓形軌道上的目標(biāo)飛行器,其軌道附近的追蹤飛行器通過調(diào)整自身的軌道,最終跟隨上 目標(biāo)飛行器,讓他們最終具有相同的軌道參數(shù)。航天器交會(huì)是實(shí)現(xiàn)一些高級空間操作的先 決條件。
      [0003] 航天器軌道交會(huì)要受到推力器產(chǎn)生的加速度的約束,當(dāng)根據(jù)控制器的設(shè)計(jì)而得到 的加速度超過了最大加速度時(shí),實(shí)際的控制系統(tǒng)將不能按照設(shè)計(jì)的方式運(yùn)行,這將影響控 制系統(tǒng)的控制品質(zhì)及穩(wěn)定性,導(dǎo)致航天器交會(huì)任務(wù)不能順利完成?,F(xiàn)有的研究方法大多關(guān) 注航天器交會(huì)系統(tǒng)的執(zhí)行器對稱飽和問題而對于執(zhí)行器非對稱飽和的控制問題相關(guān)研究 結(jié)果較少。研究航天器交會(huì)的執(zhí)行器非對稱飽和控制問題具有重要的理論及應(yīng)用價(jià)值。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004] 本發(fā)明為解決具有執(zhí)行器非對稱飽和的航天器交會(huì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性問題, 提出了一種執(zhí)行器非對稱飽和航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切換方法及最大吸引域估計(jì)。本發(fā)明 的主要貢獻(xiàn)在于將非對稱飽和控制問題轉(zhuǎn)化為對稱飽和控制問題,通過引入設(shè)計(jì)參數(shù)提高 了閉環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)的收斂速度并給出最大吸引域的估計(jì)。
      [0005] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為:一種執(zhí)行器非對稱飽和航天器交 會(huì)系統(tǒng)的增益切換方法是通過下述步驟來實(shí)現(xiàn)的:
      [0006] 步驟一:建立航天器交會(huì)相對運(yùn)動(dòng)模型 [0007] 首生給m里份飽和函教的定義:
      [0008]
      (1)
      [0009] 考慮兩個(gè)航天器的相對運(yùn)動(dòng)方程
      [0010] X = M + SV ⑵
      [0011] 其中,
      [0012] (3)
      [0013]并且相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向量
      [0014] X = [x j 2 .X y i]1 :?
      [0015] 控制輸入向量
      [0016] V= [ax,aY,az]T
      [0017] x,y,z,A九i分別表示追蹤航天器相對于目標(biāo)航天器在X軸,Y軸和Z軸上的相對位 ? 置和相對速度分量,ax,aY和az分別表不為在三個(gè)坐標(biāo)軸方向的加速度分量,/? = .^7> 0 (μ為 R: 引力常數(shù),R為目標(biāo)軌道半徑)為目標(biāo)航天器軌道角速度。
      [0018] 考慮執(zhí)行器非對稱飽和時(shí),系統(tǒng)(2)可以重新寫為
      [0019] J = JX+ ^SAT(F) (4)
      [0020] 其中SAT表示非對稱飽和,定義為
      [002】]
      (5;)
      [0022] 這里ah關(guān)Ph為大于零的實(shí)數(shù),h=l,2,3。
      [0023] 通過參數(shù)變換,將SAT(V)表示為
      [0024] SAT(V) =Disat(U)+D2f, (6)
      [0025] 其中
      [0026]
      [0027]
      [0028]將(6)式代入(4)式可得
      [0029] A> = /1,\' + /JlSat(") + $/, (7)
      [0030]其中 B1 = KDi, B2 = BD2;
      [0031]綜上所述,將航天器交會(huì)系統(tǒng)的執(zhí)行器非對稱飽和控制問題轉(zhuǎn)化為具有有界干擾 的執(zhí)行器對稱飽和控制問題。
      [0032]步驟二:航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切換 [0033] 1)控制律的設(shè)計(jì)
      [0034] U=KX,
      [0035] 其中增益
      [0036] K = PH'
      [0037] PeR6x6為對稱正定矩陣,HeR6x3為6行3列實(shí)矩陣,R為歐幾里得空間。
      [0038] 2)設(shè)計(jì)嵌套橢球集合
      [0039] 考慮集合
      [0040] Φν= {ξο,ξι, ··· ,?} ,ξι-ι<ξ?, i = l,2, . . . ,Ν, (8)
      [0041] 其中N是任意給定的正整數(shù)。對于任意ΦΝ,定義橢球集合
      [0042] r; = j^e Ri'K'P 11 ) A'< l], / = (11,2,..., Λ; (9)
      [0043] 假設(shè)系統(tǒng)(7)的初始條件在給定的有界集合Ω ER6內(nèi)。定義ξ〇為
      [0044] |a=4(n) = min(§ : ξΧ^ρ-'(ξ)Χ = \\ (1〇)
      [0045] 對于任意」=0,1,...,1考慮集合
      [0046] Θ j = {X: I |KjX| I < 1} (11)
      [0047] 當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)在該集合中且所設(shè)計(jì)的控制增益為/ΛΛ1時(shí),執(zhí)行器不會(huì)發(fā)生飽 和。
      [0048]考慮到(9)和(11),為了保證
      [0049]
      (12)
      [0050] 也就是為了保證對于任意Zelf,,執(zhí)行器不會(huì)發(fā)生飽和。矩陣匕和出需要滿足下面 的不等式:
      [0051 ]
      (13)
      [0052] 其中,I為3*3的單位矩陣。
      [0053] 為了保證橢球T/的嵌套性,矩陣/^1需要滿足下面的不等式:
      [0054]
      (11),
      [0055] 3)設(shè)計(jì)切換增益
      [0056] 控制增益根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)的變化進(jìn)行切換,具體如下所示
      [0057]
      (15)
      [0058] 4)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
      [0059] 根據(jù)上面設(shè)計(jì)的控制增益K可知,控制器為
      [0060] U=KX, (16)
      [0061 ]在控制器(16)作用下,得到閉環(huán)系統(tǒng) [0062] X = AX + BlSiiti KX)+ BJ (切
      [0063]定義如下集合:
      [0064] =Tm VT,., f = l,2,......,N (18)
      [0065] 當(dāng)XE Π i-i時(shí),選取Lyapunov函數(shù)
      [0066] Vi-i(X)=XTP_1(Ci-i)X (19)
      [0067] 當(dāng)XeY(Pjv)時(shí),選取 Lyapunov函數(shù)
      [0068] Vn(X)=XV1(Cn)X (20)
      [0069]為了證明閉環(huán)系統(tǒng)(17)的穩(wěn)定性,需要證明
      [0070] Vi^ (X) = 2Χτρ-λ (ξ_χ )Χ<0 (21)
      [0071] 即W日隹合X ,縣Pe格不變集合,需要滿足下面的不等式
      [0072] (22)
      [0073] 其中 Ψ n=APi-i+Pi-iAT+BDi (BDi )T+BD2 (BD2 )T+3|i-iPi-1,
      [0074] 且需要證明
      [0075]
      (23)
      [0076] 成立,即狀態(tài)Xh最終將進(jìn)入到橢球集合TiV中且不再離開集合IV,需要滿足如下 不等式
      [0077] (24)
      [0078] 其中 Ψ!!=APn+PnAt+BDi (BDi) T+BD2 (BD2) T+3 CnPn。
      [0079] -種執(zhí)行器非對稱飽和航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切換方法及最大吸引域估計(jì),具體 為:求解如下凸優(yōu)化問題
      [0080]
      [0081]
      [0082]
      [0083]
      [0084]
      [0085]
      [0086] 其中 Wn=APo+P()AT+BDi(BDi)T+BD2(BD2) T+3|oPo
      [0087] 第三個(gè)不等式保證了 "S e T:。,Ξ = ·}χ e R6 |?τ0Κ 1,泛> 〇}。
      [0088]控制器的實(shí)施
      [0089] 1)對于任意初始狀態(tài)X(O),ξ〇可以通過求解非線性方程
      [0090] ξ,χρ-^ξ^=! (25)
      [0091] 得到。
      [0092] 2)式(8)中的集合ΦΝ可以任意進(jìn)行設(shè)計(jì)。下面給出一種簡單的方法。
      [0093]
      (26)
      [0094] 其中ξΝ>ξο是一個(gè)給定的常數(shù)。
      [0095] 3)根據(jù)前兩步得到的參數(shù)值,求解線性矩陣不等式(13)、(14)、(22)和(24)得到正 定對稱矩陣Pj和矩陣Hj的值,j = 0,1,2,…,Ν。
      [0096] 4)按照(15)和(16)設(shè)計(jì)控制器U。
      [0097] 5)控制增益(15)的切換非常簡單。首先給出一個(gè)變量w(初值為w = 0),此時(shí)的增益 為K=Ko。當(dāng)w < N-I時(shí),對于任意時(shí)刻的狀態(tài)X(t),計(jì)算
      [0098] d(X) =CwXV1(Cw)X-I (27)
      [0099] 的值,當(dāng)d(XH〇時(shí),增益進(jìn)行切換即K = KW+1并令w = w+l;否則增益不進(jìn)行切換K = Kw O
      [0100] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:
      [0101] 本發(fā)明將航天器非對稱執(zhí)行器飽和控制問題轉(zhuǎn)化為執(zhí)行器對稱飽和控制問題。本 發(fā)明的控制器計(jì)算只需求解線性矩陣不等式,計(jì)算簡單易行;改善了閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能;同 時(shí)給出了閉環(huán)系統(tǒng)最大吸引域的估計(jì)。
      【附圖說明】
      [0102] 圖1目標(biāo)航天器軌道坐標(biāo)系;
      [0103] 圖2嵌套橢球;
      [0104] 圖3航天器相對距離變化曲線,其中N表示增益的切換次數(shù);
      [0105] 圖4航天器相對速度變化曲線,其中N表示增益的切換次數(shù);
      [0106] 圖5控制輸入曲線,其中N表示增益的切換次數(shù)。
      【具體實(shí)施方式】
      [0107] -種執(zhí)行器非對稱飽和航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切換方法,該方法具體包括以下步 驟:
      [0108] 步驟一:建立航天器交會(huì)相對運(yùn)動(dòng)模型
      [0109] 首先給出單位飽和函數(shù)的定義:
      [0110]
      (1)
      [0111] 考慮兩個(gè)航天器的相對運(yùn)動(dòng)方程
      [0112] X = AX+ BV (2)
      [0113] 其中,
      [0114]
      .(3):
      [0115] 并且相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向量
      [0116]
      [0117] 控制輸入向量
      [0118]
      [0119] x,y,z,i,丸i分別表示追蹤航天器相對于目標(biāo)航天器在X軸,Y軸和Z軸(X軸,Y軸和 Z軸如圖1所不)上的相對位置和相對速度分量,ax,aY和az分別表不為在三個(gè)坐標(biāo)軸方向的 加速度分量,/
      &為引力常數(shù),R為目標(biāo)軌道半徑)為目標(biāo)航天器軌道角速度。
      [0120] 考慮執(zhí)行器非對稱飽和時(shí),系統(tǒng)(2)可以重新寫為
      [0121]
      (4)
      [0122] S由?ΑΤ券完並對輸休!未Π-???々先
      [0123]
      [0124] 這里為大于零的實(shí)數(shù),h=l,2,3。
      [0125] 通過參數(shù)變換,將SAT(V)表示為
      [0130] 將(6)式代入(4)式可得[0131] 彳=W + /))丨sat(") + $/, (7)[0132] 其中 B1 = KDi, B2 = BD2;[0133] 綜上所述,將航天器交會(huì)系統(tǒng)的執(zhí)行器非對稱飽和控制問題轉(zhuǎn)化為具有有界干擾 的執(zhí)行器對稱飽和控制問題。[0134]步驟二:航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切換[0135] 3)控制律的設(shè)計(jì)[0136] U=KX,[0137] 其中增益
      [0126]
      [0127]
      [0128]
      [0129]
      [0138] K = PH'
      [0139] PeR6x6為對稱正定矩陣,HeR6x3為6行3列實(shí)矩陣,R為歐幾里得空間。
      [0140] 4)設(shè)計(jì)嵌套橢球集合
      [0141] 考慮集合
      [0142]
      (8)
      [0143] 其中N是任意給定的正整數(shù)。對于任意ξi e ΦN,定義橢球集合
      [0144]
      (9)
      [0145] 假設(shè)系統(tǒng)(7)的初始條件在給定的有界集合Ω ER6內(nèi)。定義ξ〇為
      [0146]
      [0147]
      [0148]
      [0149] 當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)在該集合中且所設(shè)計(jì)的控制增益為心=Z/,/:1時(shí),執(zhí)行器不會(huì)發(fā)生飽 和。
      [0150] 考慮到(9)和(11),為了保證
      [0151] T1C^1 ^mt(KlX) = K = .....;V (1:2)
      [0152] 也就是為了保證對于任意IeT,,執(zhí)行器不會(huì)發(fā)生飽和。矩陣匕和比需要滿足下面 的不等式:
      [0153]
      [0154] 其中,I為3*3的單位矩陣。
      [0155] 為了保證橢球^的嵌套性(如圖2所示),矩陣乃4需要滿足下面的不等式:
      (M);
      [0156] 3)設(shè)計(jì)切換增益
      [0157] 控制增益根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)的變化進(jìn)行切換,具體如下所示
      [0158]
      [0159] 4)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
      [0160] 根據(jù)上面設(shè)計(jì)的控制增益K可知,控制器為
      [0161] U=KX, (16)
      [0162] 在控制器(16)作用下,得到閉環(huán)系統(tǒng)
      [0163]
      [0164]
      [0165]
      [0166] 當(dāng)XE Π i-i時(shí),選取Lyapunov函數(shù)
      [0167] Vi-i(X) =XV1(Ci-I)X (19)
      [0168] 當(dāng)X e Τ(Λ.)時(shí),選取Lyapunov函數(shù)
      [0169] Vn(X)=XV1(Cn)X (20)
      [0170] 為了證明閉環(huán)系統(tǒng)(17)的穩(wěn)定性,需要證明
      [0171] Vi^(X) = IX1 ρ-' {ξ,_Λ) X < Q (21)
      [0172] 即證明集合^^是嚴(yán)格不變集合,需要滿足下面的不等式
      [0173] (22)
      [0174] 其中 Ψ n=APi-i+Pi-iAT+BDi (BDi )T+BD2 (BD2 )T+3|i-iPi-1,
      [0175] 且需要證明
      [0176]
      (23)
      [0177] 成立,即狀態(tài)Xh最終將進(jìn)入到橢球集合Yft.中且不再離開集合??¥,需要滿足如下 不等式
      [0178] (24):
      [0179] 其中 Ψ n=APn+PnAt+BDi (BDi) T+BD2 (BD2) t+3|nPn。
      [0180] 上述增益切換控制方法下航天器交會(huì)系統(tǒng)的最大吸引域估計(jì),具體為:
      [0181] 求解如下凸優(yōu)化問題
      [0182]
      [0183]
      [0184]
      [0185]
      [0186]
      [0187]
      [0188]
      [0189]
      [0190]控制器的實(shí)施
      [0191] 6)對于任意初始狀態(tài)X(O),ξο可以通過求解非線性方程
      [0192] ξιχρ-\ξ??)Χη =1 (25)
      [0193] 得到。
      [0194] 7)式(8)中的集合ΦΝ可以任意進(jìn)行設(shè)計(jì)。下面給出一種簡單的方法。
      [0195]
      (26)
      [0196] 其中ξΝ>ξ〇是一個(gè)給定的常數(shù)。
      [0197] 8)根據(jù)前兩步得到的參數(shù)值,求解線性矩陣不等式(13)、(14)、(22)和(24)得到正 定對稱矩陣Pj和矩陣H j的值,j = 0,1,2,…,Ν。
      [0198] 9)按照(15)和(16)設(shè)計(jì)控制器U。
      [0199] 10)控制增益(15)的切換非常簡單。首先給出一個(gè)變量w(初值為w = 0 ),此時(shí)的增 益為K=Ko。當(dāng)w ^N-I時(shí),對于任意時(shí)刻的狀態(tài)X(t),計(jì)算
      [0200] d(X) =CwXV1(Cw)X-I (27)
      [0201] 的值,當(dāng)d(XH〇時(shí),增益進(jìn)行切換即K = KW+1并令w = w+l;否則增益不進(jìn)行切換K = Kw O
      [0202] 針對系統(tǒng)(7)進(jìn)行仿真并結(jié)合圖3至圖5說明本實(shí)施例。假設(shè)目標(biāo)航天器運(yùn)行在地 球同步衛(wèi)星軌道上,給出如下技術(shù)參數(shù):
      [0203] 目標(biāo)航天器軌道角速度:n = 7 · 2722 X 10-5rad/s;
      [0204] 兩航天器初始時(shí)刻的相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài):X(0) = [10 10 10 -0.5 3 -1]τ;
      [0205] 根據(jù)控制器實(shí)施步驟1)計(jì)算得到ξο = 0.004。根據(jù)步驟2)中式(26)設(shè)計(jì)ΦΝ,其中, ξΝ = 0.04,Ν = 4。根據(jù)步驟3)求解線性矩陣不等式(13)、(14)、(22)和(24),利用MATLAB軟件 中LMI工具箱求解矩陣匕和矩陣^,j = 0,l,...,Ν。根據(jù)以上求得的參數(shù),根據(jù)步驟4)設(shè)計(jì)控 制增益Κ。
      [0206] 仿真結(jié)果分析:
      [0207] 圖3和圖4給出了航天器交會(huì)系統(tǒng)的相對位置和相對速度曲線。從圖中可以看出, 當(dāng)N=4時(shí)兩航天器完成交會(huì)的時(shí)間約為200秒較N=0時(shí)的交會(huì)時(shí)間至少節(jié)省了 800秒。說明 當(dāng)增加切換次數(shù)N時(shí),對應(yīng)的參數(shù)ξ值增加,進(jìn)而控制增益的范數(shù)也增加,改善了閉環(huán)系統(tǒng)的 動(dòng)態(tài)性能。圖5給出了控制輸入曲線,從圖中可以看出控制輸入沒有超出最大控制輸入。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1. 一種航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切換方法,其特征在于,該方法具體包括W下步驟: 步驟一:建立航天器交會(huì)相對運(yùn)動(dòng)模型 首先給出單位飽和函數(shù)的定義:(1) 考慮兩個(gè)航天器的相對運(yùn)動(dòng)方程 乂 =,林+ Z"' 《巧 其中,貸) 并且相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向量 義=杉J 2 X少^f:, 控制輸入向量 V= [ax,aY,az]T x,y,z,i >,i分別表示追蹤航天器相對于目標(biāo)航天器在X軸,Υ軸和Z軸上的相對位置和 相對速度分量,ax,3Υ和az分別表示為在Ξ個(gè)坐標(biāo)軸方向的加速度分量為目標(biāo)航 天器軌道角速度,μ為引力常數(shù),R為目標(biāo)軌道半徑; 執(zhí)行器非對稱飽和時(shí),系統(tǒng)(2)可W重新寫為 義二 /化 4-公SAT (Κ) (4) 其中SAT表示非對稱飽和,定義為巧) 運(yùn)里Qh辛0h,為大于零的實(shí)數(shù),h=l,2,3; 通過參數(shù)變換,將SAT(V)表示為 SAT(V)=Disat(U)+D2f ,(6) 其中將(6)式代入(4)式可得 乂 =兒\' + 公|Sat (?; ) + 公i/' :, (、7 ) 其中Bi =抓1,B2 =抓2; 綜上所述,將航天器交會(huì)系統(tǒng)的執(zhí)行器非對稱飽和控制問題轉(zhuǎn)化為具有有界干擾的執(zhí) 行器對稱飽和控制問題; 步驟二:航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切換 1) 控制律的設(shè)計(jì) U = KX, 其中增益 K = PH_i, PeRSxs為對稱正定矩陣,HERSx3為6行3列實(shí)矩陣,R為歐幾里得空間; 2) 設(shè)計(jì)嵌套楠球集合 考慮集合 巫Ν={ξο,ξι,...,Cn},Ci-i<Ci,i = l,2,. . .,N, (8) 其中N是任意給定的正整數(shù);對于任意ξ^ΕΦΝ,定義楠球集合 丫 j={XeR6:CjXTp-l^j)x<i}j二〇,ι,2,...,ν (9) 假設(shè)系統(tǒng)(7)的初始條件在給定的有界集合Ω ER6內(nèi);定義ξ〇為 備,=挺(Ω)=巧盛:(引J = i} (10) 對于任意j = 0,1,...,N,考慮集合 0j = {X: I iKjXll(11) 當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)在該集合中且所設(shè)計(jì)的控制增益為馬:=A.巧1時(shí),執(zhí)行器不會(huì)發(fā)生飽和; 考慮到(9)和(11),為了保證 T, C 化"(Kj-X) = Kj-義 J = 0丄(12) 也就是為了保證對于任意xe 丫 J,執(zhí)行器不會(huì)發(fā)生飽和;矩陣門和田需要滿足下面的不 等式:其中,I為3*3的單位矩陣; 為了保證楠球Y說嵌套性,矩陣巧-1需要滿足下面的不等式: (H); 3) 設(shè)計(jì)切換增益控制增益根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)的變化進(jìn)行切換,具體如下所示4)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 根據(jù)上面設(shè)計(jì)的控制增益K可知,控制器為 U = KX, (16) 在控制器(16)作用下,得到閉環(huán)系統(tǒng) 'V 二 /!乂 + /一?,sat (/、'乂) + 公?/ (17) 定義如下集合: Π i-i= 丫 i-i\ 丫 i,i = l,2,. . . ,Ν (18) 當(dāng)Xe Π i-i時(shí),選取Lyapunov函數(shù) Vi-i(X)=XVHCi-i)X (19) 當(dāng)Xe 丫(P丫N)時(shí),選取Lyapunov函數(shù) νΝ(Χ)=χΤρ-ι(ξΝ)Χ (20) 為了證明閉環(huán)系統(tǒng)(17)的穩(wěn)定性,需要證明 tr (Χ) = 2Χ^ρ-'(?,_,μ<0 (21) 即證明集合丫 1-1是嚴(yán)格不變集合,需要滿足下面的不等式(22) 其中 Ψ11 = APi-i+Pi-iAT+抓1 (抓1) Τ+抓2 (抓2) Τ+3 Ci-iPi-i, 且需要證明(23) 成立,即狀態(tài)Xi-1最終將進(jìn)入到楠球集合丫 N中且不再離開集合丫 N,需要滿足如下不等 式(24) 其中 Ψ11 = APn+PnAT+抓1 (抓1) T+抓2 (抓2) t+3CnPn。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天器交會(huì)系統(tǒng)的增益切換方法下最大吸引域估計(jì),其 特征在于,具體包括W下步驟: 求解凸優(yōu)化問題其中 Ψ11 = APo+PoAT+BDi (BDi) T+BD2 ( BD2 ) τ+3ξοΡο 第Ξ個(gè)不等式保證了巧£ 丫 ο,Ξ= {xER6 IxTqx。,Q>〇}。
      【文檔編號】G05B17/02GK105843077SQ201610216228
      【公開日】2016年8月10日
      【申請日】2016年4月7日
      【發(fā)明人】王茜, 薛安克
      【申請人】杭州電子科技大學(xué)
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