CN116430707B 控制力矩陀螺框架伺服系统抗干扰控制方法及系统 （北京交通大学）

控制力矩陀螺框架伺服系统抗干扰控制方本发明提供一种控制力矩陀螺框架伺服系计有限时间电流约束控制器同时实现电流保护解决了可建模干扰和不可建模干扰等多源扰动2根据控制力矩陀螺工作原理分析，考虑框架伺服系统在工作中所受基于框架伺服系统数学模型，对框架伺服系统在实际工况中所受的多源干扰进行分结合多源干扰估计结果，构建有限时间电流约基于自适应精细干扰观测器的前馈补偿和有限时间电流约束控制器针对框架伺服系统仅具有单一谐波干扰d的情况设计干扰观测器对扰动进行估计，设d针对框架伺服系统具有可建模干扰d1和不可建模干扰d2的情况设计自适应精细干扰观1232和K3为待设计的建立如下所示的误差系统模型：4s为定子电阻。转子旋转时，其几何中心偏离于惯性中心产生的静不平衡质量会对转轴转子旋转时，其主惯性轴与旋转轴交错产生的动不平衡质量会对框架轴drmdhf转子不平衡扰动力矩Td是一种频率已知但振幅和相位未知的谐波干扰，其可建模为外5针对框架伺服系统非级联控制框架，基于有限时间电流约束的5.一种基于如权利要求1所述的控制力矩陀螺框架伺服系统抗干扰控制方法的控制力第一构建模块，用于根据控制力矩陀螺工作原理分析，考虑分类模块，用于基于框架伺服系统数学模型，对框架伺服控制模块，用于基于自适应精细干扰观测器的前馈补偿和有6.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非个处理器上运行时，用于实现如权利要求1_4任一项所述的控制力矩陀螺框架伺服系统抗器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如权利要求1_4任一项所述的控制力矩陀螺6于系统结构的特殊性和工作环境的复杂性，CMG框架伺服系统不可避免地会受到多源干扰[0003]目前，针对CMG框架伺服系统的抗干扰研究集中于仅考虑单一扰动并且多种抗干扰控制理论和方法有各自的特点和局限性，考虑多源干扰下CMG框架伺服系统的抗干扰问[0004]本发明的目的在于提供一种基于控制力矩陀螺框架伺服系统多源扰动的复合分[0011]基于自适应精细干扰观测器的前馈补偿和有限时间电流78[0033]针对框架伺服系统仅具有单一谐波干扰d的情况设计干扰观测器对扰动进行估[0036]针对框架伺服系统具有可建模干扰d1和不可建模干扰d2的情况设d29建立如下所示的误差系统模型：<α1＜12。[0074]图1为本发明实施例所述的基于控制力矩陀螺框架伺服系统多源扰动的复合分层[0077]图4为本发明实施例所述的基于控制力矩陀螺框架伺服系统多源扰动的复合分层[0078]图5为本发明实施例所述的基于控制力矩陀螺框架伺服系统多源扰动的复合分层[0079]图6为本发明实施例所述的控制力矩陀螺框架伺服系统所受多源扰动估计误差曲[0083]本实施例1中，首先提供了一种控制力矩陀螺框架伺服系统抗干扰控制系统，包d和iq分别为d轴和q轴的定子电流，ud和uq分别为d轴和q轴的f[0109]针对框架伺服系统仅具有单一谐波干扰d的情况设计干扰观测器对扰动进行估[0112]针对框架伺服系统具有可建模干扰d1和不可建模干扰d2的情况设d23[0126]根据极点配置原则，在保证自适应精细干扰观测器极点均位于S域左半平面的情建立如下所示的误差系统模型：<α1＜1，m,[0134]基于自适应精细干扰观测器的前馈补偿和有限时间电流[0137]基于误差系统模型，选取合适的李雅普诺夫(Lyapunov)的。根据拉塞尔不变性定理，当误差系统在有限时间电流约束控制下是渐近稳定[0141]考虑一个连续的同质向量其关于扩张的同质度证明下式的充分条件r2β>k+r2被满足：h--⃞e"sign(eqq[0146]本实施例2提供了基于控制力矩陀螺框架伺服系统多源扰动的复合分层抗干扰控f[0164]结合图3所示的控制力矩陀螺高速转子动不平衡干扰产生的示意图，当转子高速[0174]摩擦转矩主要是由于控制力矩陀螺框架伺服系统中的轴承和导电滑环等旋转和2[0179]S3.1、针对框架伺服系统仅具有单一d23[0196]根据极点配置原则，在保证自适应精细干扰观测器极点均位于S域左半平面的情点，提出了一种自适应精细干扰观测器(11)来提升框架伺服系统所受多源干扰估计的精的同质度证明下式的充分条件r2β>k+r2被满足：其在有限时间电流约束控制器(14)控制下是电流约束复合抗干扰控制器的有效性，在框架伺服系统模型中使用的参数为：J=择需要满足极点配置原则以保证自适应精细干扰观测器估计误差的有界性，而调整参数l2＝802＝1.3W和V如下式所示：[0232]本实施例3提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介[0237]基于自适应精细干扰观测器的前馈补偿和有限时间电流或多个处理器上运行时，用于实现如上所述的控制力矩陀螺框架伺服系统抗干扰控制方[0244]基于自适应精细干扰观