重力梯度卫星姿态稳定的最优+自适应控制

基于Newton-Euler法建立了绳系太阳能发电卫星受重力梯度影响的动力学模型.在考虑常值扰动力矩的影响下,设计了线性二次型调节器和自适应估计器相结合的姿态稳定控制器,并以反作用飞轮系统作为执行机构实现该控制律.仿真结果验证了该控制方法的有效性.     

基于力矩变换的PAA型欠驱动机器人鲁棒镇定控制

针对在第2 关节和第3 关节仅有两个驱动器的PAA（passive-active-active）型欠驱动三连杆机器人,提出一种基于力矩变换的鲁棒镇定控制方法. 首先对第3 关节的控制输入引入一种与第2 关节控制输入和机器人状态相关的力矩变换,以消除第3 关节控制输入对系统的影响,将机器人动力学方程化为更简单的形式,然后基于能量进行摇起控制设计. 在平衡区,将机器人第1 连杆和第2 连杆的角速度看成一种不确定性,得到机器人在不稳定平衡点附近的不确定模型;然后基于线性矩阵不等式推导鲁棒镇定状态反馈控制律,达到较大范围的平衡控制. 仿真结果表明,该控制方法具有稳定时间短和控制力矩小等优点.     

四旋翼无人机飞行姿态的自适应反演滑模控制

针对非线性六自由度欠驱动四旋翼无人机的姿态和位置控制问题,提出自适应反演滑模控制算法.设计了一种自适应律对控制中的参数摄动和外界干扰上界进行在线估计,并将估计值补偿到反演滑模控制中.通过李雅普诺夫稳定性理论证明自适应反演滑模控制能使跟踪误差一致渐近收敛到零.最后,根据给定的四旋翼无人机参数进行数值仿真,所得结果表明在系统存在参数摄动和外部干扰的情况下,该方法也能够实现四旋翼无人机的姿态稳定和定高悬停,并具有较好的鲁棒性..     

基于简单观测器的惯性稳定平台干扰估计与补偿方法研究

惯性稳定平台主要用于支承并稳定遥感载荷,在实际飞行环境中各种干扰力矩会导致稳定平台姿态和航向指向精度下降,从而引起成像质量退化.文章设计了一种简单的干扰观测器,并给出一种具体的参数设计方法对干扰力矩进行有效估计与补偿.半物理仿真实验结果表明,文章提出的干扰观测器相比典型干扰观测器很大程度上提高了稳定平台的姿态控制精度,且易于实现,具有较强的工程实用性.     

基于大气阻力的微小卫星编队控制

以传统卫星编队及姿态控制方案为基础,提出一种基于大气阻力的微小卫星编队飞行控制方案,给出相应的系统配置和姿态轨道控制律. 该方案采用4 块气动板对卫星姿态及队形进行控制,提高了功能密度,显著减小了系统复杂性. 采用气动板使卫星编队飞行任务摆脱卫星燃料载量的限制,延长了卫星的生命周期,在应用中具有优势. 仿真实验验证了基于大气阻力的卫星控制方案的有效性.     

欠驱动无人艇轨迹跟踪的滑模控制方法

讨论欠驱动无人水面艇的轨迹规划和跟踪控制问题,并考虑动力学模型不确定性和环境干扰力的影响.对于给定二维惯性平面内的光滑期望轨迹,规划方法将获得船体坐标系下的参考跟踪速度和加速度. 然后基于滑模控制方法提出一种轨迹跟踪控制律. 通过理论分析可得,该控制律不但能保证无人艇轨迹跟踪的渐进稳定性,而且保证艏摇运动是有界输入有界输出稳定的. 进行数值仿真,无人艇均实现了对封闭或开放轨迹的跟踪以及定位控制,验证了所提方法的可行性和有效性.     

控制力矩陀螺系统奇异性仿真分析

对剪式控制力矩陀螺系统中单个陀螺失效的奇异性进行了研究.针对正交安装剪式控制力矩陀螺群中一个陀螺失效的情况,给出了剩余冗余控制力矩陀螺系统的奇异角动量超曲面仿真曲线,并对奇异面的构成和特点进行了分析,为此种构型下控制力矩陀螺群的操纵律设计提供了重要依据.     

一类非线性系统降维状态镇定的一种新方法

提出了运动体控制领域中常见一类非线性系统的降状态镇定方法。作为例子，设计了某飞行器姿态稳定控制律，仿真结果证明了此方法的正确性和实用性。     

反馈线性化超低空空投抗侧风滑模控制律设计

超低空空投过程中货台运动与侧风干扰耦合会影响载机的安全性和空投任务的完成,为此提出了基于反馈线性化和滑模变结构相结合的控制律设计方法. 利用微分几何反馈线性化完成系统解耦线性化,在此基础上采用滑模变结构控制设计系统内环姿态角的跟踪控制器,保证了系统鲁棒性,并结合外环PID 轨迹保持控制完成整个飞行控制系统设计. 仿真验证了控制器的鲁棒性,且满足空投战技指标要求.     

应用非线性干扰观测器的反推终端滑模飞行控制

针对飞机机动飞行时模型非线性、气动参数和力矩干扰不确定性的特点,提出一种基于非线性干扰观测 器的反推终端滑模控制方案. 该方案利用非线性干扰观测器逼近系统不确定性,取消了不确定性上界已知条件. 反 推设计过程中结合动态面控制设计虚拟控制律,能避免计算复杂性问题,通过引入快速终端滑模控制策略,提高了 系统收敛速度和稳态跟踪精度. 采用Lyapunov 稳定性理论证明了闭环系统所有信号一致终结有界. 对某战斗机进 行6 自由度机动飞行仿真,验证了该控制方案的有效性.     

基于T-S模型的智能PID控制

提出一种基于分段线性模糊模型的T-S模型,并与传统PID控制器相结合设计了一种模糊神经网络PID控制器,它具有模糊系统非线性、可解释性的特点,神经网络的自学习和自组织功能.对其进行非线性时变系统仿真,仿真结果表明该控制器较常规PID控制器的调整时间可明显缩短.     

高性能欠驱动水面机器人的有限时间跟踪控制

针对一类非完全对称的高性能欠驱动水面机器人系统,提出一种有限时间收敛的跟踪控制器.利用全局微分同胚变换得到非线性级联系统的形式,将原系统的跟踪控制问题转化为非线性级联系统的控制问题.基于有限时间Lyapunov理论,设计一种有限时间控制器,获得了较高的响应特性和跟踪精度.通过理论分析和仿真实验说明了该方法的有效性和可行性.     

控制Lyapunov函数在自适应控制中的应用

研究了一类带有未知参数的非线性系统的自适应稳定问题,利用控制Lyapunov函数方法设计出一种自适应控制器.该控制器对系统的参数和状态的不确定性具有鲁棒性,并且能保证系统自适应稳定.     

基于MatLab/Simulink的单片机控制系统仿真

单片机控制器是一种特殊的数字控制器.根据单片机控制器的工作特征,在MatLab/Simulink环境下建立了单片机控制系统的仿真模型,以PID控制系统为例,实现了单片机控制系统的仿真.     

基于MatLab的磁悬浮球控制系统的设计

对磁悬浮球系统的构成、控制器的设计、软硬件的实现进行了介绍，采用MatLab中的数字PID控制算法对系统进行了仿真研究，仿真研究表明：所设计的控制器能满足系统的要求。     

基于RBFNN和回馈递推的新型多旋翼飞行器控制

研究了新型多旋翼飞行器的建模与轨迹跟踪控制. 建立了非线性运动学和动力学模型,并提出基于全调节径向基神经网络和回馈递推的鲁棒自适应轨迹跟踪控制策略. 首先设计了飞行器的位置误差PID控制器,用于实时消除飞行轨迹与期望轨迹的偏差,并为姿态控制环构建姿态角指令. 采用全调节径向基神经网络估计飞行器动力学模型中的复合干扰,为避免回馈递推控制器设计过程中对虚拟控制信号的繁琐求导运算,减小对解析模型的依赖度,设计了一种基于指令滤波回馈递推的飞行器姿态控制器. 该设计方法通过滤波器而非直接用解析方法对虚拟控制信号求导,大大简化了控制器的设计过程,节省了控制能量. 仿真实验表明所提出的轨迹跟踪策略的正确性和有效性.     

一种面向捷联航姿系统的模糊全阻尼算法

提出了一种新的模糊全阻尼算法.根据控制理论的思想,该算法在系统3个回路中分别加入不同的阻尼反馈网络,通过引入磁航向信息和充分利用系统本身速度信息来阻尼有害信息.由于水平回路阻尼网络的使用有一定的限制条件,系统设计了模糊控制器来控制阻尼网络的使用.仿真和试验证明:模糊全阻尼算法明显抑制了舒拉周期振荡和傅科周期振荡,有效地提高了捷联航姿系统的精度.     

径向四自由度主动磁悬浮轴承控制器研究与探讨

在建立径向四自由度磁轴承系统状态方程基础上,介绍了用最优控制理论中线性二次型方法设计磁轴承集中和分布参数控制器步骤,并用MATLAB语言进行了仿真比较,得出磁轴承在性能方面的退化是微乎其微的.文中简述了基于数字信号处理器(DSP)的数字控制器硬件和软件结构、参数调试方法和实验结果.实验表明:用线性二次型方法设计的分散控制器,磁轴承转子运行在0~60000r/min范围,转子振动峰峰值在20μm左右,满足主动磁轴承性能的要求.这种方法对设计和研究磁轴承控制器具有参考价值.     

反向响应时滞过程的二自由度Smith预估控制

针对反向响应时滞系统,将Smith预估控制和内模控制相结合,提出一种二自由度
控制方法. 设定值跟随控制器采用Smith预估器形式,可使系统具有良好的设定值跟随特性,
而干扰抑制控制器则采用内模控制器设计方法,可改进系统的干扰抑制性能和鲁棒性,克服
传统Smith预估器的不足. 通过两种不同的方法(直接分解和全通分解),把过程对象的传递
函数分解为最小相位部分和非最小相位部分,相应导出了两种不同控制器的设计方法,并给
出了系统满足鲁棒稳定性的充要条件. 理论分析和仿真对比研究表明,该方法可使系统具有良
好的设定值跟随性能、干扰抑制性能和鲁棒性.     

交流传动神经网络自适应规划控制系统的设计与仿真

将Hopfield神经网络应用于交流传动系统的自适应控制,通过神经网络来规划交流调速系统的速度控制器动态输出,使速度控制器对某些参数变化具有良好的鲁棒性.对于不可控的负载转矩,加入参数自动跟踪神经网络,构成具有参数在线跟踪功能的双神经网络自适应规划控制模式,进一步提高系统的性能.仿真结果表明,该系统具有良好的动态性能.