[发明专利]一种悬吊漂浮物随动系统的降维观测器和控制器设计方法

权利要求书

1.一种悬吊漂浮物随动系统的降维观测器和控制器设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：建立悬吊漂浮物随动系统的运动学和动力学模型；其具体过程为：

根据悬吊漂浮物随动系统特性，建立悬吊漂浮物随动系统的运动学和动力学模型为：

z＝C₁x

y＝C₂x

其中：是一阶向量线性微分方程，z代表控制输出，y代表系统输出，f₁(x,u)表示系统状态和系统输入关系的微分方程，f₂(x,d)表示系统状态和系统误差关系的微分方程，C₁＝[1 0 0]，C₂＝diag[1 1 1]，x是系统状态向量；

其中：θ是吊索摆角，是吊索角速度，v是平台运动速度，u是平台电机的控制量，d是喷气脉冲力干扰，l表示吊索长度，M表示随动平台质量，m表示目标体质量，C_r表示平台和导轨之间的摩擦阻尼系数，C_s表示吊索和平台之间连接点的摩擦阻尼系数，g表示重力加速度；

步骤二：根据步骤一建立的悬吊漂浮物随动系统的运动学和动力学模型，建立悬吊漂浮物随动系统的T-S模糊模型；

步骤三：基于步骤二建立的悬吊漂浮物随动系统的T-S模糊模型，设计悬吊漂浮物随动系统制动阶段的降维观测器和控制器；

步骤四：通过对悬吊漂浮物随动系统进行鲁棒性和稳定性分析求解降维观测器和控制器的增益矩阵；

步骤五：将求解的降维观测器和控制器的增益矩阵代入步骤三的悬吊漂浮物随动系统制动阶段的降维观测器和控制器，完成悬吊漂浮物随动系统的降维观测器和控制器的设计。

2.根据权利要求1所述的一种悬吊漂浮物随动系统的降维观测器和控制器设计方法，其特征在于，所述悬吊漂浮物随动系统的T-S模糊模型具体为：

其中：a_i是已知干扰，w是未知干扰；l表示模糊规则的个数，h_i(β)为对应第i个子系统的隶属度函数，i＝1,2,...,l；A_i是系统状态参数矩阵，B_i是被控输入参数矩阵，E_i是系统未知干扰矩阵，C_1i是被控输出参数矩阵，C_2i是系统输出参数矩阵。

3.根据权利要求2所述的一种悬吊漂浮物随动系统的降维观测器和控制器设计方法，其特征在于，所述系统状态参数矩阵A_i、被控输入参数矩阵B_i、已知干扰a_i和系统未知干扰矩阵E_i的具体形式分别为：

在θ＝±0.5°的两个工作点上，