[发明专利]一种基于动态构建可达集的直接控制分配方法

摘要

本发明公开了一种基于动态构建可达集的直接控制分配方法，动态构建可达集的方法通过分部分、实时构建搜索过程中涉及到的可达集小面，而不是构建完整的可达集，极大地减小了计算量，提高了算法效率，存储空间也大幅减小，解决了可达集实时可变的复杂控制系统的控制问题。

主权项

1.一种基于动态构建可达集的直接控制分配方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：取控制效率矩阵B中任意一对不同的列向量bi和bj作为参数，构建平面参数方程，可得到平面族；其中，B＝[b1,b2,...,bm]i,j＝1,2,...m且i≠j，m表示执行器的数量；在平面族中随机指定一个初始小面，作为小面f；步骤二：计算小面f各个顶点坐标；步骤三：判断给定的期望虚拟指令vd正方向和小面f是否相交，若相交，则进入步骤四；若不相交，找到虚拟指令vd正方向与小面f最靠近的一条边，假设为AB，以AB作为相邻边构建出相邻小面f′并令其为小面f，返回步骤二；其中，构建出相邻小面f′过程中，假设AB对应的参数为bi，则需要确定相邻小面f′的另一个参数bk，具体为：待构建小面f′上边AB上的点u′t,l表示为：其中，umin,l表示第l个执行器输出的最小值；ut,l表示小面f上边AB上的点；首先，除b_i和b_j以外，在b₁到b_m中任意选择一个值作为b_k，令b_l在b₁到b_m中依次取值，并分别代入公式中，得到一系列的x_l值，并判断所有x_l的值是否为相同符号，如果不是相同符号，则改变b_k的取值，将b_l的取值再按照上述要求遍历一次，再判断得到的一系列的x_l值是否为同号；以此类推，直到一系列的x_l值为相同符号，停止搜索，获得此时b_k的值，即根据b_k和邻边b_i完成小面f′的构建；其中，l∈(1,m)且l≠i,l≠k；其中，umax,l表示第l个执行器输出的最大值；|bi bk bl|表示bi、bk和bl三者的混合积；步骤五：计算期望虚拟指令vd正方向和小面f的交点；步骤六：根据所述交点计算交点坐标vd，根据虚拟控制指令与控制输入之间的线性转换反推出分配给各执行器的实际控制指令ud，并分配给过驱系统。