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.     

基于干扰观测器的移动机器人轨迹跟踪控制

针对移动机器人的轨迹跟踪问题,设计了基于干扰观测器的积分滑模控制器.考虑侧滑与干扰的影响,建立了移动机器人的运动学和动力学模型.基于终端滑模理论设计了自适应滑模干扰观测器,实现了对复合干扰的有限时间逼近.在此基础上设计了基于运动学模型的轨迹跟踪控制器,保证了位置跟踪误差的渐近收敛和角度误差的有界收敛.结合干扰观测器和积分滑模方法,设计了基于动力学模型的速度跟踪控制器.通过仿真验证了所设计控制算法的有效性.     

应用干扰观测器的导弹发射车起竖装置鲁棒控制

针对现有垂直导弹发射车起竖装置的起竖平稳性不足和快速性不够的问题,对起竖装置的运动学部分和液压部分进行建模,在此基础上利用backstepping方法实现起竖角的精确控制. 由于系统存在着建模不确定性误差和未知外部干扰,运用径向基神经网络干扰观测器对其进行估计,并将估计输出应用于起竖角的控制,从而提高了系统控制精度. 仿真结果表明,所设计的基于径向基神经网络干扰观测器导弹发射车起竖装置backstepping控制器具有良好的动态特性和强鲁棒性.     

基于径向基函数神经网络的无人直升机吊装系统滑模减摆控制

针对存在非线性、强耦合、外部未知有界干扰和建模不确定性的平面运动下无人直升机吊装系统,研究了一种基于径向基函数神经网络(radial basis function neural networks,RBFNNs)和干扰观测器的无人直升机吊装系统滑模减摆控制方法。首先将系统模型转换成仿射非线性形式,利用RBFNNs逼近系统不确定性,设计干扰观测器估计神经网络逼近误差与外界未知有界干扰的复合值。然后基于RBFNNs和干扰观测器设计了滑模减摆控制器,并用Lyapunov方法证明闭环系统稳定性;最后通过仿真验证了所设计控制器的有效性。     

状态和输入多时变时滞非线性系统的干扰补偿控制器设计

针对干扰波形已知但幅值未知的情况,对于状态和输入均存在多时变时滞的一类非线性系统设计了干扰补偿控制器.由于未知无界干扰的作用将使系统的状态失去控制,必须对干扰进行补偿控制.为得到系统状态和干扰的估计,将干扰系统和受控系统构成增广系统,对此增广系统设计非线性时滞状态观测器,并将干扰估计值作为补偿控制器的输入从而实现对干扰的补偿.     

单边Lipschitz非线性系统观测器设计的新方法

讨论一阶非线性系统观测器设计问题,引入单边Lipschitz条件估计观测器上的非线性变量函数,在此条件基础上得出一阶非线性系统观测器存在的充分条件,该充分条件比以往文献中的结果限制要少.结论表明,如此系统的非线性观测器的稳定性只取决于线性稳定矩阵的特征根,则得到一种系统的计算方法,保证一阶系统观测器设计的渐进稳定.     

定子电阻在线Fuzzy观测器的设计

在直接力矩控制系统中,电机定子电阻值在运行过程中一直是变化的,从而影响了系统的低速性能.本文就这一问题进行了讨论.并设计了定子电阻在线Fuzzy观测器.从而为改善系统的低速性能奠定基础.     

一类非线性系统的观测器设计方法

通过研究一类非线性系统的观测器设计方法,运用Lyapunov函数及线性矩阵不等式理论,给出了观测器渐近稳定的充分条件.设计方法放宽了对系统的要求,所得到的判据即使在(A-LC)不稳定的情况下,也可使观测器误差渐进稳定.     

一种新的状态重构方法

提出了一种新的降维观测器的设计方法.首先把状态空间变换成能观测第I标准型,根据系统输出矩阵的秩决定降维观测器的维数.然后推导出降维观测器的方程并估计了降维观测器对状态重构的误差.最后给出了仿真例子.     

一种新型算法在气动伺服阀中的应用

针对一种由音圈电机直接驱动单级气动伺服阀的结构特点和工作原理,提出了数字控制算法,算法由计算迟延补偿器和干扰观测器组成,用来实现阀的高频率、高精度流量控制.实验研究表明,采用数字控制的新型气动伺服阀的动态特性和控制精度优于传统的喷嘴—挡板型二级气动伺服阀,阀的固有频率可达300Hz.     

非线性不确定离散时变时滞系统的积分滑模控制

研究一类非线性不确定离散时变时滞系统的滑模控制问题,构造状态观测器估计所研究系统的状态,在估计状态基础上设计积分滑模面,使整个动态过程对于外部干扰具有完全鲁棒性.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术给出了滑模动态系统渐进稳定的充分条件.设计相应的滑模控制器,并在控制器中引入饱和函数消除系统的抖振,利用仿真实例验证所提出方法的有效性.     

基于窄带干扰缓和技术的到达时间估计

针对传统能量检测算法在强窄带干扰存在时到达时间（time of arrive,TOA）估计精度不高的问题，采用了一种结合平方律器件和带通滤波器的平方滤波技术来缓和窄带干扰对TOA估计的影响，并分别在IEEE 802.15.4a CM3视距信道和CM4非视距信道下与TOA估计方法相结合得到系统的估计结果.理论分析和仿真结果表明，存在窄带干扰时，采用了平方滤波技术的能量检测方法比传统的能量检测方法具有更高的TOA估计精度.在视距环境中应用平方滤波技术后，TOA估计精度可从2.8 ns提升至0.5 ns，而非视距环境中可从6 ns提升至1 ns.     

基于内模原理的状态反馈控制在陀螺平台视轴稳定系统中的应用

针对陀螺平台视轴稳定系统快速隔离扰动、稳定视轴的要求,设计了以挠性速率陀螺为核心的两轴陀螺稳定平台。结合某光电侦查导引系统设计过程,在多环路从属控制结构中引入内模控制,使位置环、速度环、电流环顺序依次投入运行,以快速的内环路有效抑制干扰,而主环路仍以窄带宽保证跟踪精度,达到了良好的控制效果,满足了高精度光电侦查导引系统对陀螺稳定平台快速性和稳定性的要求。     

主动磁控微卫星姿态控制

采用偏置动量轮加磁力矩器作为控制方案的非重力梯度微卫星不同于通常的速率阻尼—姿态捕获—动量轮起旋控制模式.针对这一问题,该文提出了B-DOT磁控加动量轮常值起旋、主动磁控加常值动量轮进行姿态捕获和稳定控制的方法,设计了限制姿态反馈控制律进行捕获和稳定控制,以及LQG稳定控制律.采用磁场测量与磁控分时处理的策略,考虑测量误差和干扰力矩,以及不同偏置动量进行仿真.结果表明该方法使整个控制过程操作简捷,初态控制阶段时间显著减少,稳态阶段具有较高的控制精度和抗干扰能力.     

一类非线性不确定时滞系统基于观测器的鲁棒稳定

研究了一类具有非线性不确定性时带系统的基于状态观测器的鲁棒稳定控制器的设计问题。在非线性不确定函数增益有界的假设条件下,对所构造的增广系统,利用Lyapunov稳定性理论,证明了其鲁棒稳定的一个充分条件, 给出了通过求解两个代数RicCatl方程的状态观测器和鲁棒稳定控制器的设计方法, 结果是对线性不确定时滞系统相应结果的一种推广。最后做了具体算例。     

具有H∞性能的线性时滞系统的未知输入观测器设计

以一类线性时滞系统为研究对象,研究了当观测误差与未知输入不能完全解耦时的未知输入观测器的设计问题.基于时滞系统Lyapunov稳定性方法,给出了观测器的存在条件,提出了含有内部时滞与不含有内部时滞两种观测器的设计问题.基于时滞系统的H∞控制理论,以线性矩阵不等式的形式设计了所提观测器.给出了观测器的设计方法,数值例子说明了方法的有效性.     

输入饱和CE150直升机模型的复合非线性反馈控制

针对带有输入饱和的直升机模型输出问题,提出了一种基于复合非线性反馈(composite nonlinear feedback,CNF)控制方法.为了解决输出调节问题,构建了一个观测器和一个输出反馈CNF控制器,其中CNF控制器包括线性控制律和非线性控制律两部分.该文首先提出了一个直升机模型的线性化状态方程,然后解输出方程,通过H_∞黎卡提微分方程得到反馈增益和观测器增益,构造出具有小阻尼比的线性控制部分和改善瞬态性能的非线性反馈控制部分.为了研究控制器的性能,分别在无外部干扰和有外部干扰两种情况下设计了控制器.仿真结果表明,复合非线性反馈控制器在时变信号和时不变信号下均缩小了跟踪时间和跟踪误差,提高了直升机系统的瞬态性能.     

基于微分Riccati方程解的非线性指数型降维观测器

在一微分Riccati方程有正定解的前提下,通过坐标变换方法对该类系统提出了一种指数型降维观测器设计方法,该观测器的增益矩阵取决于微分Riccati方程的正定解.通过对一实际模型的仿真分析,表明所提出的指数型降维观测器具有较好的状态估计性能.     

自动变速器试验台的初步设计

介绍了一种新型自动变速器的结构及其工作原理,根据研究需要,对新型自动变速器的试验台做了初步设计,并对试验过程中可能出现的干扰提出了相应的解决措施.     

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.