多操纵面飞控系统约束自适应控制分配策略

为充分利用多操纵面飞行控制系统的冗余控制效能,提出了一种权值自适应修正的混合优化控制分配策略。在考虑各操纵面位置约束和速率约束的基础上,建立了多目标混合优化控制分配模型;沿梯度下降方向自适应调整权值以改变控制指令,利用控制目标优化实现对虚拟控制指令的有效跟踪;证明了该模型的等价实现形式,推导了权值矩阵的自适应更新公式。仿真结果表明,该策略可综合考虑各操纵面不同的物理约束和控制效能,生成最优的操纵面协调偏转指令,避免了出现指令抖振的现象。     

考虑舵面饱和的鲁棒可重构控制律设计及仿真

针对常规显式非线性动态逆控制鲁棒性差的问题,综合隐式动态逆和奇异摄动分层设计,引入状态速率(导数)和操纵面的当前位置信号的反馈,设计鲁棒动态逆控制律,不需要完整的飞机气动力模型,敏感度降低.利用过栽测量信号采用几何的方法,构建角加速度信号,其它状态速率信号,基于飞机动力学方程求解得到.同时采用自适应权矩阵和多级舵面操纵分配策略,降低舵面速率/位置饱和.控制律结构简单,当飞机存在外形损伤、舵面或传感器失效时,能够迅速实现测量信号的隔离、反馈信号的重建和控制的重新分配和控制律重构.针对某型飞机建立高准确度的仿真模型,计算结果表明在存在气动力摄动、测量偏差干扰,噪声和舵面限制等的情况下,控制律具有良好的鲁棒性.     

可重复使用航天器再入飞行综合仿真模型研究

提出并建立了一种可重复使用航天器(RLV)再入飞行综合制导/控制仿真模型。在精确的RLV非线性飞行动力学模型的基础上,综合考虑任务限制条件和舵面完好状况,建立飞行管理模块,实现了标称条件下飞行任务的管理、非标称条件下对制导/控制律的重构以及严重事故时任务中断策略的实施。仿真程序利用Stateflow技术,构筑状态转换器和算法公用接口,保证了便捷应用的能力。以某型RLV为例,在考虑到不同舵面故障的情况下,通过仿真结果表明,该方法便捷、有效。     

飞行器不确定系统鲁棒D-稳定控制分配策略

为降低建模误差及外部扰动对飞行器多变量不确定系统的影响,提出了一种闭环系统鲁棒D-稳定的动态混合控制分配策略。飞控系统采用模块化的设计思想,利用线性矩阵不等式方法设计了基于虚拟控制指令的鲁棒D-稳定输出反馈控制律;建立了多目标混合优化控制分配模型,推导并证明了该模型的等价实现形式,用于将虚拟控制指令协调分配到各个操纵面。仿真结果表明,该策略能够综合考虑各操纵面不同的物理约束和控制效能,具有较好的鲁棒性能。     

基于权值优化的多操纵面抗饱和控制分配策略

针对多操纵面飞行器难实现协调控制、易陷入舵面饱和的问题,基于权系数空间优化，提出了两类最优抗饱和赋权控制分配策略。研究了加权伪逆和混合优化分配两类方法统一的控制律和共有的权系数优化特性。以实际舵偏误差为变量,分别构造李雅普诺夫函数,沿误差下降的梯度方向推导出保证系统稳定的线性矩阵不等式,以权系数变化最小为目标建立了抗饱和赋权控制分配权系数优化模型。结果表明,该方法在保证精确跟踪主环虚拟控制指令的同时,能够快速地调节操纵面饱和状态下的控制权系数,较好地实现了抗饱和控制。     

弹性高超声速飞行器智能控制系统设计

针对气动舵受限下的弹性高超声速飞行器控制问题, 提出一种基于神经自适应的智能控制方案。在速度子系统的设计过程中, 为了降低对模型参数的依赖程度, 应用强化学习算法在线调整比例积分微分(proportional integral derivative, PID)控制参数, 给出智能PID控制策略。对于高度子系统, 考虑气动舵的动态特性, 利用神经自适应方法对模型未知函数及不确定项进行逼近。为了处理气动舵的约束问题, 以非线性模型预测控制为优化分配模板生成大量样本数据集, 经离线训练得到深度神经网络代替求解复杂优化问题和控制分配的过程。此外, 通过引入自适应超螺旋微分器处理外部扰动, 增强了系统的鲁棒性。利用Lyapunov方法证明了所设计控制器的稳定性, 并通过仿真验证了所设计控制方案能够快速计算控制指令, 实现高精度跟踪控制。     

一种动态逆解算的RLV混合规划控制分配研究

可重复使用运载器的飞行包线大，操纵机构多样，根据其飞行状态对各操纵机构进行优化分配使用是必要的。针对可重复使用运载器三轴角运动的耦合，采用动态逆对控制力矩进行解耦计算。为优化各操纵机构的使用并最大限度使用气动操纵面，减小反作用控制系统的消耗，提出了一种混合规划策略来进行控制分配。气动操纵面与反作用控制系统两者之间的力矩采用链式递增分配，气动操纵面饱和后才启动反作用控制系统，而各气动操纵面之间的控制分配采用二次规划求解，反作用控制系统的力矩分配转化成各喷管开关的0-1整数线性规划进行求解。仿真结果表明，采用混合规划的控制分配能很好实现各操纵机构的优化使用。     

多操纵面交叉耦合的SQP控制分配策略

针对多操纵面飞机交叉耦合效应下易产生虚拟控制误差和舵效中和等问题,提出了一种基于改进序列二次规划的控制分配策略。以操纵面偏量为参数构建优化目标,基于舵效线性假设分别研究了基于线性规划和二次规划的多操纵面线性控制分配方法。进一步考虑非线性交叉耦合效应,分别建立了序列线性和序列二次规划的交叉耦合控制分配模型,并设计了改进的Hessian矩阵,以实现序列二次规划的优化求解。仿真表明,基于改进序列二次规划的控制分配策略能够合理地利用所有交叉耦合操纵面实现非线性分配,优于线性规划、二次规划和序列线性规划控制分配方法。     

基于控制分配的飞翼式飞机机动载荷控制研究

针对飞翼式飞机的非常规气动布局特点和传统的机动载荷控制方案存在的问题,将控制分配技术应用于机动载荷控制系统,得到了一种基于多操纵面优化分配的机动载荷控制方案.然后,采用分布估计算法以翼根弯矩为优化指标进行控制分配,实现了机动载荷控制,同时提供了一种翼根弯矩的估算方法,为优化算法的实施提供了便利.仿真结果验证了本方法的有效性.     

基于自适应快速终端滑模的航天器容错控制

针对执行机构发生故障时的航天器姿态控制问题,提出了一种基于自适应快速终端滑模的容错控制设计方法。该方法通过选择具有快速终端特性的滑模面,提高航天器容错控制的收敛速率,实现系统有限时间稳定|利用自适应控制方法在线调整控制器参数,消除对故障最小 值信息的依赖。仿真结果表明,与基于普通滑模控制器的容错控制相比,所提出的方法在保证系统鲁棒性和稳定性的同时,三轴姿态角和态角速度收敛时间可分别降低约54.5%和50%,实现快速有效的航天器容错控制。     

串行线模糊生产控制系统的建模与优化

建立了串行生产线模糊控制系统的数学模型,详细描述了模糊控制器的设计,针对问题提出了一种贪婪算法用以解决系统的优化模型.经实例分析,与CONWIP、kanban及Local/Global Pull 混合系统进行比较,结果显示模糊生产控制系统不仅能够维持较低的在制品水平和存储费用,而且在订单投放的稳定性方面更是独具优势,提出的贪婪算法也能够满足系统设计的要求.     

Multivariable PI Type Generalized Predictive Control

1.INTRODUCTIONTilegelleralizedPredictivecontrolorGPC(Clarkeetal,1987)hasgainedwidespreadac('('1)tall('cillilldllstryaswellasinacademia.Experimentalstudiesandpracticalapplicationshave(lelllollstratedtherobustnessofthecontroller.Exceptformuchaworkdealtwithsillgle-illplltsillgle-output(SISO)linearsystems,peoplealsoextendedGPCtomulti-inputllnllti-olltput(MIMO)linearsystem.Kinnaert(1989)proposedthemultivariableGPCbasedoilt,lleCARIMAmodel.Inanote,Scattolini(1992)presentedtheclosed-lo…     

变频调速-变量泵复合调节液压系统仿真研究

在建立交流异步电机矢量控制、液压容积控制系统数学模型的基础上,建立在MATLAB/Simulink环境下的电气采用simpowersys库函数建模,液压采用传递函数联合仿真模型,实现变频调速和变量泵联合仿真,并进行仿真实验研究,结果表明采用复合控制,能提高系统的响应性能且节能,并指出系统发展应用的方向。     

利用对象输出信息的预测控制新算法

本同了一种利用对象输出信息的预测控制新算法，此算法需调整的参数少，比ＰＩＤ参数容易整定；此算法的计算量少，能用于愉速过程的控制；此算法的鲁棒性好，能用在线性与非线性系统中；经仿真试验证明控制效果很好。     

New adaptive quasi-sliding mode control for nonlinear discrete-time systems

A new adaptive quasi-sliding mode control algorithm is developed for a class of nonlinear discrete-time systems, which is especially useful for nonlinear systems with vaguely known dynamics. This design is model-free, and is based directly on pseudo-partial-derivatives derived on-line from the input and output information of the system using an improved recursive projection type of identification algorithm. The theoretical analysis and simulation results show that the adaptive quasi-sliding mode control system is stable and convergent.     

具滞后的区间Lurie型系统的鲁棒绝对稳定性

讨论了具滞后的区间非线性Lurie型控制系统的鲁棒绝对稳定性。用区间向量不等式、Lyapunov函数法和Riccati方程法研究了具滞后的区间Lurie型直接控制系统和具滞后的区间Lurie型间接控制系统的鲁棒绝对稳定性，得到了具滞后的区间非线性Lurie型控制系统鲁棒绝对稳定的一些充分条件，并给出了数值例子说明本文结论的有效性。     

论科技一社会控制系统的建构

当今，科技的发展给人类的生活带来了极大的便利，但也给社会造成了一定的危害，为了遏止科技的一些负面效应，需要我们对科技进行社会控制，即构建一个行之有效的科技～社会控制系统。该系统由政策和法律控制、组织控制、市场控制和道德控制四个部分组成，这四个组成部分相对于整个系统来说是子系统，它们各有自己的特点、结构和功能，并且整个系统的运行还呈现出目的性、非线性和线性统一和可控性的原则。     

机器人系统同步协调自适应控制

针对机器人定点调节将交叉耦合控制技术和自适应控制结合而提出了一种简单的同步控制策略。所设计的控制器能够在保证每单个执行机构运动稳定的同时还可以保证所有执行机构的运动同步,使位置误差和位置同步误差都收敛到零。基于Lyapunov稳定性理论分析证明了所提出的控制算法能够保证闭环系统的全局渐近稳定性。二自由度机器人的仿真结果验证了所提出的控制方法的有效性。     

智能隔震结构控制算法Simulink仿真分析

介绍了现有LQG控制算法特点,提出了基于全状态反馈的主动序列最优控制律,与现有LQG控制算法相比序列最优控制算法增益矩阵具有时变的特点。结合一栋五层基础隔震框架结构,对该两种控制方法在传感器正常工作时和染入噪声情况下的控制效果进行Simlink仿真分析,仿真结果表明序列最优控制算法的总体控制效果优于LQG控制算法,且序列最优控制算法具有良好的鲁棒性能。     

基于故障检测的自适应重构控制及其应用

为了降低加入自适应控制后被控系统的复杂程度,同时使被控系统在发生故障时仍具有良好的性能,提出了故障检测加自适应重构控制的方法,在系统无故障的情况下不加入自适应重构控制,使系统相对简单,同时对系统进行故障检测;当检测到系统发生故障时,加入自适应重构控制,使系统具有良好的性能。采用的故障检测方法和切换开关既简单又有效。通过对一个飞控系统的仿真研究,表明了该方法的有效性。