基于四元数的四旋翼无人飞行器轨迹跟踪控制

四旋翼无人飞行器具有复杂的数学模型,但现有控制方法大多是基于系统简化模型提出的. 为此,该文分析了这类方法的局限性,并基于原始数学模型研究了非线性轨迹跟踪控制问题. 通过期望轨迹建立跟踪误差模型,将其分解为两个相互独立的子系统,并以刚体旋转的四元数为系统状态对姿态子系统进行描述. 利用backstepping 方法设计时变反馈控制律使其子系统指数稳定. 根据级联系统的全局稳定性判据,通过研究耦合部分的性质证明系统的全局指数稳定性. 仿真结果表明,该方法能够实现四旋翼无人飞行器对期望轨迹的跟踪.     

非线性时滞系统状态反馈跟踪控制

针对一类严格反馈非线性时滞系统,采用反推(backstepping)技术,提出了一种状态反馈跟踪控制器的设计方案.采用占有(domination)方法处理系统的非线性时滞函数.在系统非线性函数满足Lipschitz条件的假设下,实现对给定参考信号的全局渐近跟踪,并保证了闭环系统所有信号一致有界.通过构建一个Lyapunov-Krasoviskii泛函,证明了闭环系统的稳定性.最后,通过一个仿真实例说明了所提方案的可行性.     

非线性不确定系统的鲁棒自适应Backstepping控制

针对一类有界扰动不确定非线性系统,讨论了鲁棒自适应ε输出跟踪问题．利用Backstepping方法和鲁棒控制技术,对存在未知参数和动态不确定性的非线性系统设计了一种自适应输出反馈控制器．基于Lyapunov稳定性理论所设计的控制器不仅保证闭环系统状态全局一致有界,而且使系统的跟踪误差收敛到一个很小的邻域内．仿真结果表明了所设计方法的有效性．     

欠驱动舰船系统的跟踪控制

针对欠驱动系统的跟踪控制问题,在被跟踪目标指数收敛情形下,利用基于膨胀的时变变换和非自治系统的级联控制方法,将非线性误差系统的镇定问题转化为两个简单线性时变级联系统的镇定问题,并设计了全局–K指数收敛的跟踪控制律. 所给跟踪控制律亦适用于参考轨迹为直线或圆情况下的一般跟踪控制问题. 数值仿真验证了控制方法的有效性.     

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.     

两传感器最优观测融合解耦Wiener状态估值器

基于观测数据融合功能等价性原理,利用加权方法合并两传感器系统的各传感器的观测方程为一个最优融合观测方程,可得到全局最优稳态Kalman滤波器,进而可得到等价的解耦W iener状态估值器.可统一处理滤波、预报和平滑问题.且它可减小计算负担,便于实时应用.一个目标跟踪系统的仿真例子说明其有效性.     

基于耗散理论的不完全驱动船舶直线航迹控制设计

将严格耗散的概念引入到船舶直线航迹控制系统中,研究了不完全驱动船舶在有外界干扰作用下的直线航迹鲁棒控制问题.基于耗散不等式,提出了一种鲁棒全局状态反馈控制器,使得所得闭环系统是严格耗散且全局渐近稳定的.同时,在有外界干扰作用下,该控制算法能够使得不完全驱动船舶全局最终镇定在一条设定直线上;当没有外界干扰时,又能够使得系统的状态(即横向位移、航向角和转首角速度)全局渐近稳定.计算机仿真结果验证了本文所提出的控制器的有效性.     

非线性随机大系统分散控制的有界稳定性分析

研究了具有严反馈形式含有有界不确定性的非线性随机大系统,其中与未知状态相关的关联项满足线性增长约束,设计了相应的含有关联项的状态观测器,设计的分散自适应控制器使得闭环,互联的非线性随机大系统实现了概率意义下的全局稳定,基于Lyapunov的递推设计方法解决了通过输出反馈达到的分散全局镇定问题.     

半线性抛物型方程全局吸引子的极限伪轨跟踪性

在文献[1]提出的一类半线性抛物型方程全局吸引子附近具有Lipschitz伪轨跟踪性结论的基础上,进一步证明此类半线性抛物型方程全局吸引子附近具有极限伪轨跟踪性.     

插头锥套式空中加油对接过程中受油机的飞行控制律

摘要：: 采用基于参考观测器的轨迹跟踪控制方法,实现空中加油过程中受油插头与加油锥套的精确对接. 根据 受油机插头与加油锥套之间的相对位置,由参考轨迹生成模块实时生成受油机的机动轨迹. 通过参考观测器实时 估算出受油机期望跟踪的状态量与控制量,再采用全状态反馈控制,使受油机的受油插头与加油锥套对接. 仿真结 果表明系统具有良好的跟踪控制性能.     

基于B/S的网络编辑部系统的设计

介绍了基于B S的网络编辑部系统的实现方法,完成了作者投稿、跟踪稿件状态、编辑部处理稿件、专家审稿、稿件发行等功能的网络在线管理,系统的开发及应用能极大地提高了编辑部的工作效率.     

肌型血管生物数学模型Backstepping的同步控制

用具有系统化选择策略的Backstepping方法研究容易引起心肌梗塞等疾病的血管痉挛的同步问题.通过选择一系列Lyapunov函数,构造出适当的控制器,使得驱动系统和响应系统的同步误差稳定到平衡点,并在全局范围内达到同步,从理论上研究了处于血管痉挛状态的血管与正常血管的运动同步行为.仿真结果表明了该方法的可行性.     

不确定状态饱和2-D离散系统的渐近稳定性

研究由Roesser模型描述的不确定状态饱和2-D离散系统的全局渐近稳定性。假设系统中的不确定矩阵满足强结构不确定性,利用Lyapunov函数方法,通过构造新的非负标量β给出了不确定状态饱和2-D离散系统全局渐近稳定的充分条件;同时设计了相应的算法,将不确定系统稳定性的判断转换为线性矩阵不等式(LMI)的求解,数值算例验证了所设计算法的有效性和可行性。     

一种改进的强跟踪滤波算法

强跟踪滤波算法由于对判断滤波发散的阈值设置较小,以较大概率产生渐消因子而导致对滤波增益过调节,最终对状态估计不够平滑. 在分析强跟踪滤波算法运行机理的基础上,提出了一种改进的强跟踪滤波算法. 通过适当提高判断滤波发散的阈值,有效降低了误判滤波发散的概率,并能针对不同维数量测方程确定不同的弱化因子,避免了凭经验加入弱化因子解决这一问题的缺陷. 数值仿真结果表明：改进的强跟踪滤波算法对系统状态突变不但具有较强的鲁棒性,而且能有效保持滤波精度和对状态估计的平滑性,从而验证了该算法的可行性和有效性.     

非线性系统的广义模糊控制

提出了一种基于T-S 模糊模型的非线性系统的鲁棒跟踪控制方案. 首先将系统的模糊模型等价变换为广义系统模糊模型,然后设定跟踪性能指标,结合线性矩阵不等式方法设计了鲁棒跟踪控制器. 该方法不仅减少了求解复杂度,而且因减弱了对待定矩阵的限制而降低了保守性. 将该方法应用于倒立摆系统,实现了角度和角速率的 精确快速跟踪控制,从而表明了方法的有效性.     

开放系统环境中全局安全系统的设计与实现

在开放系统环境中,由于节点分散,资源易于动用和管理者距远莫及等原因,系统极易受到各种非法操作和恶意攻击的影响.因此,安全性是系统的一个非常重要的问题.文中介绍了一种基于交易器的开放系统环境,分析了该环境中的安全需求和全局安全系统的结构;提出了适用于该环境中的全局安全系统的设计方案,并实现了该全局安全系统原型.     

不匹配不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪控制

针对一类具有外部扰动的不匹配不确定SISO仿射非线性系统提出了一种光滑、简单的鲁棒跟踪控制器.利用反馈线性化技术和Lyapunov方法,在不匹配不确定项满足一定的约束条件下,所设计的控制器能主动克服不确定项和外部扰动对系统的影响,并且无需每步控制进行范数计算,同时控制器中没有Lyapunov函数,得到的是具体的控制表达式.基于Lyapunov稳定性定理证明了在该控制器的作用下能保证输出跟踪误差及相应闭环系统的状态实用稳定.仿真结果证明了方法的有效性.     

状态和输入受约束的非仿射不确定系统鲁棒自适应控制

针对状态和输入均受约束的非仿射不确定系统,提出了一种通用鲁棒自适应反演控制方案.结合系统状态和输入受约束的特性,利用中值定理将非仿射系统转化为具有线性结构的时变系统以获取时变不确定参数的变化区间;基于非线性映射技术将约束量映射至整个实数空间来处理系统的状态受约束问题,以保证状态始终在约束区间内变化.在此基础上,利用参数自适应投影技术对有界不确定时变参数和外界扰动进行在线估计,参数估计误差采用鲁棒反馈控制技术进行补偿;同时采用双曲正切函数和Nussbaum增益技术处理系统输入受约束的问题和可能存在的控制器奇异值问题,结合反步法设计了控制器.最后,根据解耦反推法,基于Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统所有信号半全局最终一致有界.仿真结果验证了所设计控制方案的可行性与有效性.     

具有指数收敛速率的时滞系统采样迭代学习控制

针对具有状态时滞的连续时间系统提出一种采样迭代学习控制算法,可以避免连续系统D型和P型算法的不足.给出并证明了算法指数收敛的充分条件,该条件可保证系统跟踪误差能以指数收敛速率收敛至一个与采样周期相关的误差范围内.     

线性离散时间多智能体系统最优预见重复控制

针对一类智能体间信息交换拓扑线性离散时间多智能体系统,提出一种最优预见重复控制器设计方法.首先基于多智能体系统的紧凑形式,利用状态增广和提升技术,获得包含重复控制和参考信号预见信息的增广误差系统,从而将预见重复控制器的设计问题转化为增广误差系统的最优调节问题.然后应用离散时间线性二次型调节理论,获得增广误差系统的状态反馈控制器.为保证增广误差系统状态反馈控制器的存在性,利用PBH秩判据证明增广误差系统的可镇定性和可检测性.在此基础上,进一步通过降阶处理,获得实现原系统一致性跟踪的最优预见重复控制器.最后,数值仿真验证了所提方法的有效性.