[发明专利]一种T-S模糊UMV的滑模容错控制方法

权利要求书

1.一种T-S模糊UMV的滑模容错控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、基于T-S模糊模型方法，建立T-S模糊UMV时变时延系统模型；

所述步骤S1具体为：

S11、建立UMV的非线性系统模型，其表达式为：

式中，v(t)和r(t)分别表示船体坐标系下UMV的前向速度、横向速度和艏摇角速度；(x_p(t)y_p(t))表示大地坐标系下UMV的x方向和y方向的位置，ψ(t)表示大地坐标系下UMV的艏向；M为惯性矩阵，包括附加质量；N为向心力与科氏力矩阵；G为阻尼力矩阵；E为推进器分配矩阵；h(t,x,u)为推进器非线性不确定项，满足||h(t,x,u)||≤r_N||u(t)||+ξ(t)，其中r_N＜r_M＜1，且ξ(t)为一个已知的有界函数；为推进器推力；d(t)表示海洋扰动；转换矩阵

S12、建立统一且一般的推进器故障模型，其表达式为：

u^F(t)＝αu(t)+βu_s(t)

式中，α表示对角线半正定加权矩阵，代表每个推进器的有效性，满足关系式对于和j＝1,…,n存在关系式m表示推进器的个数；n表示总的故障模式；β表示一个单位对角矩阵或一个零矩阵；当时，推进器发生中断故障；当时，推进器发生失效故障；当时，推进器发生时变的卡死故障；

S13、定义和前提变量θ₁＝sin(ψ(t))、θ₂＝cos(ψ(t))，假设UMV的艏向选择T-S模糊条件，将上述UMV的非线性系统模型转化为T-S模糊UMV时变时延系统模型，具体为：

式中，ρ_i(θ(t))为隶属度函数，且h_i(θ(t))＝μ_i1(θ₁(t))μ_i2(θ₂(t))；

其中，A_2i和C_i为已知的矩阵；φ(t)为初始连续函数；

S2、基于上述的T-S模糊UMV时变时延系统模型，设计滑模面；

S3、基于步骤S2设计的滑模面，设计自适应切换滑模容错控制器。

2.根据权利要求1所述的T-S模糊UMV的滑模容错控制方法，其特征在于，所述步骤S13中选择的T-S模糊条件为：

Plant Rules i：IF

θ₁(t)＝μ_i1θ₂(t)＝μ_i2

THEN

式中，μ_i1和μ_i2为模糊集合；x(t)∈R⁶为系统状态；z(t)为被调输出；τ(t)为时变时延，且满足τ(t)≤τ₀和φ(t)为初始连续函数。

3.根据权利要求2所述的T-S模糊UMV的滑模容错控制方法，其特征在于，所述滑模面具体为：

式中，B_v满足矩阵的满秩分解B＝B_vN；P为待设计的参数矩阵，满足矩阵不等式如下：