具有噪声的markov跳变系统的模型参考跟踪控制

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1、硕士学位论文具有噪声的Markov跳变系统的模型参考跟踪控制MODELREFERENCETRACKINGCONTROLFORMARKOVJUMPSYSTEMSWITHNOICE张涛哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TP273学校代码：10213国际图书分类号：62密级：公开工程硕士学位论文具有噪声的Markov跳变系统的模型参考跟踪控制硕士研究生：张涛导师：付艳明副教授申请学位：工程硕士学科：控制工程所在单位：航天学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP2

2、73U.D.C:62DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringMODELREFERENCETRACKINGCONTROLFORMARKOVJUMPSYSTEMSWITHNOICECandidate：ZhangTaoSupervisor：AssociateProf.FuYanmingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：Sch

3、oolofAstronauticsDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要在航天器轨道控制中，很多轨道机动任务所涉及的航天器不止一个，这就需要建立航天器相对运动的动力学模型。本文主要针对目标航天器在圆轨道上的运动，建立以目标航天器质心为原点的轨道坐标系，进而得到了追踪航天器相对于目标航天器的相对运动的状态空间模型，同时考虑到航天器内部元件故障和外部环境变化等不确定因

4、素的影响，引入Markov过程，建立了具有噪声的Markov跳变系统的动力学模型。本文针对具有噪声的Markov跳变系统所采用的控制方法为模型参考跟踪控制。模型参考跟踪控制是指在Markov跳变系统随机稳定的基础上使得Markov跳变系统的输出能够渐进跟踪上某一给定的参考信号，且这个参考信号是由一个参考模型生成。Markov跳变系统随机稳定的条件由控制系统设计的线性矩阵不等式方法给出，通过求解满足条件的线性矩阵不等式得到状态反馈控制器增益。在Markov跳变系统噪声为维纳噪声的情况下，本文给出了在参考模型状态前馈和参

5、考模型输出前馈两种情况下的模型参考跟踪控制器的存在条件，通过求解广义非齐次Sylvester方程得到了两种情况下的前馈补偿器的参数化解，并针对航天器轨道机动任务中的绕飞任务进行数值仿真分析，验证了方法的有效性。在Markov跳变系统噪声由噪声模型生成的情况下，本文采用了将噪声模型状态前馈的抑制噪声方法，并针对具有此类噪声的Markov跳变系统设计了抑制噪声的反馈控制器和前馈补偿器，进行求解后同样得到了广义非齐次Sylvester方程，进而利用之前章节的Sylvester方程的求解方法得到抑制噪声的反馈控制器和前馈补偿

6、器的参数化解。之后，在噪声抑制的基础上实现了对跟踪参考模型的输出跟踪，并针对航天器轨道机动任务中的悬停任务进行数值仿真分析，验证了方法的有效性。关键词：跳变系统；模型参考跟踪控制；噪声；线性矩阵不等式方法；-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThedynamicmodeloftherelativeorbitofthespacecraftisneededinorbitcontrolofspacecraftwithmorethanonespacecraft.Forstudyingthemotionofth

7、etargetspacecraftinacircularorbit,targetspacecraftoriginisobtainedbyestablishingtheorbitalcoordinatesystem.Consideringtheinfluenceofuncertainfactors,Markovprocessisintroduced.ThenMarkovjumpsystemdynamicsmodelisestablished.Inthispaper,thecontrolmethodforMarkovju

8、mpsystemwithnoiseismodelreferencetrackingcontrol.Referencemodeltrackingcontrolmeanstheoutputofthejumpstochasticstabilizationsystemcanasymptoticallytrackagivenreferencesignal