[发明专利]基于分层模糊系统的月球探测车协调驱动自适应容错控制方法

摘要

本发明涉及一种基于分层模糊系统的月球探测车协调驱动自适应容错控制方法。本发明在系统存在不确定性和外部干扰的情况下，针对执行器故障设计了容错控制器，步骤为：给定车轮滑转率的期望值；根据滑转率的期望值，限定其在动态过程中的变化范围；给出系统未知函数的界函数；给出未知故障函数的界函数以及未知干扰项的界；给出各层模糊系统的输入变量的论域及隶属函数；用分层模糊逻辑系统逼近未知函数；设计参数向量自适应律；设计分层模糊容错控制器。该方法使模糊规则数目大大减少，便于实时控制；故障发生前、后的控制精度均较高，且稳态时间短。

主权项

1.一种基于分层模糊系统的月球探测车协调驱动自适应容错控制方法，其特征在于通过以下步骤实现：第一步，给定车轮滑转率的期望值，；  第二步，根据给定的车轮滑转率的期望值，限定在动态过程中车轮滑转率的变化范围；第三步，根据已知参数和未知参数的变化范围，给出月球探测车在松软土壤上行驶时驱动系统动力学方程中的未知函数的界函数以及未知控制增益的上界函数和下界函数；即和,满足：，，                  (1)其中月球探测车在松软土壤上行驶时的驱动系统动力学方程为：(2)(2)式中：为状态向量；为车轮驱动力矩，是系统的输入；为系统的输出；为未知的干扰项；为未知的非线性故障函数；是故障发生函数，定义为，为故障发生的时刻；和为未知的非线性连续函数，其表达式分别为，        (3),；                                       (4)(3)和(4)式中，为整车质量；为车轮半径；为车轮转动惯量；为车速；为车轮在竖直方向上的负载；，，，为拟合系数；第四步，给出未知故障函数的界函数以及未知的干扰项的界；第五步，给出各层模糊系统的输入变量的论域；并选取隶属函数；第六步，分别用如下两层模糊逻辑系统：，,(5)来逼近，和；且，，；                 (6)其中，，，，，，为模糊基函数；,,为参数向量，；第七步，计算误差，并设计参数向量,,的自适应律；第八步，根据第七步得到的参数向量,,, 设计分层模糊容错控制器：，                                          (7)其中，(8)(8)式中，表示检测出故障的时刻；(8)式中为故障发生前的等效控制项，设计为，                             (9)(8)式中是故障发生后补偿的控制与等效控制量的和，设计为，                          (10)(8)式中为故障发生前的监督控制项，设计为，          (11)(11)式中，当时，当时；；是根据容许的状态量之上界而选定的正常数；符号的含义是：当时，，当时，；(8)式中为故障发生后的监督控制项，设计为，         (12)其中，(12)式中；(7)式中为误差补偿控制项，设计为，                                      (13)(13)式中为设计参数，且的选取满足。