基于LESO无人水下航行器鲁棒动态面悬停控制

针对时变未知环境干扰及模型不确定下的全驱动型无人水下航行器(UUV)的悬停控制问题,提出了一种基于线性扩张状态观测器(LESO)的鲁棒动态面控制算法.首先,根据系统模型设计LESO在线估计时变环境力与模型不确定性引起的复杂干扰;然后,基于标称模型和LESO估计的UUV状态,采用反步法设计控制器,并引入动态面控制技术得到平滑的虚拟控制律导数,同时在控制律中引入自适应鲁棒项来补偿级联控制系统的不确定性;最后,证明了UUV闭环级联控制系统的所有误差信号一致最终有界.通过对一艘全驱动型UUV的仿真实验,验证了该方法的有效性.     

侧壁式气垫船升沉运动鲁棒自适应滑模控制

考虑具有动态参数不确定和时变海浪扰动的侧壁式气垫船升沉运动控制问题,将自适应技术与滑模控制方法相结合,设计侧壁式气垫船升沉运动鲁棒自适应滑模控制律.应用自适应技术设计自适应律,估计由动态参数不确定和时变海浪扰动构成的不确定项的未知界;基于不确定项界的估计,应用滑模控制方法,设计鲁棒自适应控制律,并用边界层方法消除滑模控制引起的抖振现象.理论上证明了所设计的控制律能够降低侧壁式气垫船升沉运动幅值,保证侧壁式气垫船升沉运动闭环控制系统中的所有信号是一致最终有界的.最后,基于一艘挪威海军的侧壁式气垫船的仿真研究验证了所设计的侧壁式气垫船升沉运动鲁棒自适应滑模控制律的有效性.     

小型航行体鲁棒动态逆姿态控制

针对小型航行体在复杂水流环境下航行时姿态模型具有强耦合、高度非线性和不确定性等特点,在不忽略各通道间耦合作用的条件下,提出了小型航行体鲁棒动态逆姿态控制方法.采用动态逆控制方法对航行体姿态模型进行解耦和线性化,进而由滑模变结构控制方法解决了控制系统对参数摄动和系统建模的不确定性敏感的问题,并应用李亚普诺夫理论证明了控制系统的稳定性.仿真结果表明,本文设计的鲁棒动态逆姿态控制方法不仅能够满足小型航行体的技术性能要求,且具有较强的适应性和鲁棒性.      

面向智能船舶的自动靠泊鲁棒自适应控制

针对智能船舶自动靠泊控制中因环境扰动、岸壁效应等因素的影响,导致控制精度降低和控制输出抖动,进而影响航行安全性的问题,提出了一种鲁棒自适应控制律.将动态面控制技术与反步法相结合,解决了传统反步法对虚拟控制求导造成计算复杂度增大的问题;设计了自适应律估计环境扰动,并引入鲁棒项补偿岸壁效应对船舶的干扰,以消除控制输出的抖振现象.基于一艘智能船舶模型的仿真结果验证了所提方法的有效性.     

基于FCMAC干扰观测器的动态逆再入制导

针对升力式飞行器不确定的非线性模型,提出了基于模糊小脑模型神经网络(FCMAC)干扰观测器的动态逆再入轨迹跟踪制导律.首先采用非线性动态逆设计阻力加速度-能量标准轨迹的跟踪方法;然后利用FCMAC网络良好的非线性逼近能力、泛化能力和自学习能力,设计干扰观测器对模型的不确定性和外部干扰进行在线补偿;最后给出了闭环误差系统的鲁棒稳定性证明.仿真结果表明:FCMAC干扰观测器通过在线重构逆误差,降低了动态逆方法对模型的依赖,增强了跟踪系统的鲁棒性.     

基于μ综合方法的空空导弹鲁棒驾驶仪设计

为了提高导弹驾驶仪的鲁棒性能,采用μ综合方法设计了算例空空导弹三通道的控制律.设计过程中考虑了控制对象的参数不确定性、未建模动态特性、外部扰动和通道间耦合等因素,解决了经典控制方法只能进行鲁棒性验证的问题.相对于其他鲁棒控制方法,μ综合方法还可以同时针对鲁棒稳定性和鲁棒性能进行设计.仿真结果表明,μ综合驾驶仪满足各项性能指标,具有良好的鲁棒性能.     

时变时滞不确定组合系统基于观测器的鲁棒控制器的设计

针对同时具有时变状态时滞和时变控制时滞的不确定组合系统,设计出基于观测器的鲁棒分散控制器·系统中不确定性为未知时变且范数有界的·根据Razumikhintype理论和Lyapunov稳定性理论,获得了系统可鲁棒分散镇定的充分条件,最终通过求解2N个低维Riccati方程来构造相应的控制律,适当个数的可调参数既具有灵活性,又利于数值计算     

基于主-辅控制架构的无人机鲁棒飞行控制律设计

无人机在实际飞行中易受到扰动与系统未建模动态等不确定性因素的影响.为此,文中提出了一种新的鲁棒飞行控制律设计方法.该方法以主-辅控制器为基本架构,主控制器采用鲁棒伺服线性二次型调节(LQR)法构造,以提供基本指令跟踪控制输入;以加入主控制器后的理想闭环系统为参考模型,基于鲁棒模型参考自适应算法设计辅控制器,以抑制扰动和未建模动态对飞行控制系统的影响.理论分析表明,该控制律能够保证闭环飞行控制系统在存在有界扰动与未建模动态情况下稳定且跟踪误差有界.非线性对比仿真验证了控制系统对各种形式扰动的抑制作用,说明了该控制系统的有效性与鲁棒性.     

基于鲁棒自适应观测器设计的不确定混沌系统同步

在驱动-响应配置下,本文研究了基于鲁棒自适应观测器的不确定性混沌系统的同步。尽管在驱动系统中存在很多未知的扰动和参数,但是一个鲁棒的自适应观测器仍然可以作为响应系统实现混沌同步。数字仿真表明了该方法的有效性和实用性。     

一类非线性扰动时滞系统的基于观测器的鲁棒控制

讨论了一类不确定时滞系统的基于观测器的控制器设计问题,其中不确定是非线性时变的.在非线性不确定性满足有界条件下,通过构造增广系统,利用Lyapunov稳定性理论,给出了该不确定性系统基于观测器的鲁棒镇定的充分条件,并给出了相应的状态观测器和鲁棒控制器.