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H-infinity sampled-data fuzzy control for attitude tracking of mars entry vehicles with control constraints

机译：用于控制限制的火星入口车辆姿态跟踪的H-Infinity采样数据模糊控制

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In this paper, the problem of designing an H-infinity, sampled-data fuzzy controller is investigated for attitude tracking of Mars entry vehicles with control constraints. Initially, to overcome the difficulty of Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy modeling, the original nonlinear error system is divided into a fast subsystem and a slow subsystem on the basis of two time-scale decomposition technique, where the fast subsystem describes the attitude dynamics and the slow subsystem describes the attitude kinematics. Dynamic inversion control method is subsequently employed to obtain the angular velocity command for the slow subsystem. Then, based on the angular velocity command and the T-S fuzzy model of the fast subsystem, a tracking error fuzzy system is derived for the sampled-data fuzzy control design. The existence condition of the constrained H-infinity sampled-data fuzzy controllers is provided in terms of linear matrix inequalities (LMIs). The proposed controller can exponentially stabilize the original nonlinear error system with an H-infinity tracking performance, provided that the timescale separation between the fast and slow subsystems is valid. Finally, simulation results illustrate the effectiveness of the proposed method. (C) 2018 Elsevier Inc. All rights reserved.
机译：本文研究了H-Infinity的设计问题，采用了采样数据模糊控制器，用于控制限制的火星入口车辆的姿态跟踪。最初，为了克服Takagi-Sugeno（TS）模糊建模的难度，原始非线性误差系统基于两个时间级分解技术分为快速子系统和慢速子系统，其中快速子系统描述了姿态动态慢速子系统描述了态度运动学。随后采用动态反转控制方法来获得慢速子系统的角速度命令。然后，基于快速子系统的角速度命令和T-S模糊模型，导出了用于采样数据模糊控制设计的跟踪误差模糊系统。在线性矩阵不等式（LMI）方面提供了受约束的H-INFINITY采样数据模糊控制器的存在条件。所提出的控制器可以用H-Infinity跟踪性能指数稳定原始非线性误差系统，只要快速和慢速子系统之间的时间尺度分离有效。最后，仿真结果说明了所提出的方法的有效性。 （c）2018年Elsevier Inc.保留所有权利。

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