导引头稳定平台离散时间预设性能控制

针对现有离散时间预设性能控制方法对滑模趋近律依赖度高、抖振缺陷明显的难题,通过创建一种摆脱了滑模控制的设计新框架,为拦截弹导引头稳定平台提出了一种离散时间预设性能控制新方法。首先,设计一种离散时间性能函数对跟踪误差的收敛轨迹进行包络约束;然后,定义一种离散时间转换误差并将其用于构造一种新颖的反馈函数;设计离散时间控制律对新开发的反馈函数而不是转换误差进行镇定,不仅保证了所有跟踪误差均具有期望的预设性能,还摆脱了控制算法对滑模趋近律的依赖性,从根本上解决了控制抖振难题;最后,通过数值对比仿真验证了所提方法的有效性与优势。     

基于预设性能转台伺服系统的参数估计和自适应控制

针对含参数未知和非线性摩擦动态的转台伺服系统,提出了一种基于预设性能函数的参数估计和自适应控制方法.利用一种连续的摩擦模型表示转台伺服系统的摩擦动态,引入高阶神经网络对其进行逼近.通过构造一种滤波辅助变量获取参数估计误差信息,并将估计误差信息作为参数自适应律的遗漏因子,保证估计值能够快速收敛到真实值.为了提高转台伺服系统的瞬态响应和稳态性能,利用预设性能函数将原始系统的跟踪误差转换为一个新的误差动态,在此基础上设计自适应控制器,实现对期望轨迹的精确跟踪.仿真结果验证了本文所提算法的有效性.      

预设性能控制的脆弱性问题探究

基于对现有预设性能控制理论的脆弱性缺陷分析,提出了非脆弱PPC新理论的基本构想。首先,简要概述了PPC的基本框架与关键技术;然后,系统分析了现有PPC当系统遭遇执行器饱和、受扰等问题时可能导致的控制奇异问题,并指出了现有PPC的脆弱性缺陷;接着,给出了非脆弱PPC新理论的主要设想以及需要解决的3个基础性问题,即误差感知、包络调整与预设可达;最后,基于非脆弱PPC的技术构想,对现有PPC方法进行改进,给出了可行的非脆弱PPC技术方案,并通过数值对比仿真验证了所提方案的优越性。相关结果有望弥补PPC理论的脆弱性缺陷,有助于开辟非脆弱PPC研究新领域。     

多输入极值搜索系统预设性能控制

针对一类多输入极值搜索系统的预设性能控制问题,首先,利用目标函数设计出状态量极值参考轨迹;然后,利用性能函数和误差转换函数构建等效模型,分别针对单输入系统进行预设性能控制器设计;最后,从反演控制的角度逐步选取适当的李雅普诺夫函数设计不确定参数自适应估计律.该方法结构简单,容易实现,使系统在满足预设性能的前提下完成了极值搜索过程,数学仿真验证了方法的可行性.     

控制方向未知的多智能体系统有限时间预设性能控制

研究了一类具有多个未知且非相同控制方向的多严格反馈系统在有限时间内预设性能控制问题。为了方便证明,将整个系统稳定性的证明转化为对子系统误差有界性的证明,简化了设计与分析过程。此外,通过命令滤波技术避免了传统反推法中对虚拟控制量的求导。所设计的分布式控制器可以保证邻域误差在规定的边界内演化,并且可以任意设定收敛时间,即在规定的时间内收敛到预先设定的任意小的邻域内,提高了系统的稳态与瞬态性能。最后,通过一个数值仿真验证了所提控制器的有效性。     

输入受限乘波体飞行器无估计预设性能控制

针对输入受限的乘波体飞行器跟踪控制问题,提出了一种无估计的预设性能控制方法。首先,针对可能发生的执行器饱和问题,设计了一种新型抗饱和补偿系统。然后,利用补偿系统状态构造新的预设性能转换误差,基于预设性能控制与反演控制的方法,为速度子系统与高度子系统设计了无需估计的低复杂度控制器。该设计方法的优越性在于无需状态估计与神经逼近,显著降低了控制的复杂度与计算量。基于Lyapunov稳定理论证明了所有转换误差与跟踪误差最终一致有界。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。     

一类不确定对象的两自由度H∞控制

本针对具有输出端乘性不确定性这一类对象,推导出了在两自由度H∞控制结构中,为使系统同时具有稳定鲁棒性和性能鲁棒性,两个控制器应满足的一个充分条件;在此基础上将两自由度H∞控制问题转化为标准控制H∞问题,给出了一种两自由度H∞控制器的设计方法。     

滚-仰式导引头奇异性分析与控制

提出一种针对滚-仰式半捷联导引头的奇异性控制策略.根据目标跟踪原理,建立滚-仰式导引头稳定平台的数学模型.分析导引头的奇异性,研究各参量的变化对导引头奇异性的影响.将工作区域划分为三个子区域,并提出相应的控制策略,从而形成滚-仰式导引头的奇异性控制策略.仿真结果表明,该控制策略可以有效地抑制滚-仰式导引头的奇异性对导引头系统性能的不利影响,改善总体性能.     

布尔控制网络关于任意输入的能达性、能观性和能检性

在矩阵半张量积理论框架下，研究布尔控制网络关于任意输入的能达性、能观性和能检性问题。首先研究在任意输入下布尔控制网络的能达性，提出任意输入下的能达性和集能达性定义，并构造检验系统在任意输入下能达（集能达）的能达性矩阵（集能达性矩阵）。其次，应用任意输入下集能达性的研究结果，研究布尔控制网络在任意输入下的能观性和能检性问题，获得这两个问题可解的充分必要条件。最后，给出两个例子验证所得理论结果的有效性。     

基于预设性能函数的机械臂快速无超调拟人运动控制算法

为保证机械臂在与人互动过程中的安全性,实现无超调的快速响应,文中对传统PID控制进行改进,引入预设性能控制,提出了一种机械臂快速无超调拟人运动控制算法.该算法以PID控制为基础,利用预设性能控制令控制误差的收敛速度及超调量满足预先设定的条件,同时把控制误差收敛到一个预先指定的比较小的区域内,从而实现对系统稳态及动态性能(包括超调量和收敛速度等)的控制.空间三关节机械臂的仿真分析表明,所提出的预设性能PID控制与传统PID控制相比,具有响应快、无超调等优点,比较适合机械臂的拟人运动控制.文中最后通过四自由度Dobot机械臂的样机实验分析验证了所提算法的有效性.     

一种迟滞Hammerstein系统的规定性能自适应控制

为提高基于PI模型的迟滞Hammerstein系统自适应控制的控制精度,提出了一种新的规定性能函数. 根据规定性能函数将误差转化为收敛在预设邻域内的转换误差,设计规定性能自适应控制器并给出自适应率,选取合适Lyapunov函数保证所提出控制策略的收敛与稳定. 理论分析和仿真结果表明,本文所提出的规定性能函数在有效抑制迟滞影响的同时实现高精度控制.      

基于非仿射模型的高超声速飞行器预设性能控制器

针对高超声速飞行器非仿射模型提出预设性能控制方法,设计了一种新型预设性能函数来保证控制器的动态性能和稳态性能,通过构造误差转化函数将最初的受限系统转化为等效的不受限系统来简化控制器设计.将高超声速飞行器纵向动力学模型分解为速度和高度子系统并分别设计控制律.对于高度子系统,使用高阶跟踪微分器对误差进行估计,引入模糊函数对未知项进行逼近,避免了反演控制中的反复求导;对于速度子系统,直接根据预设性能函数设计比例积分控制器.所设计的控制律在参数不确定和干扰的情况下保证了期望的动态性能和稳态精度,同时降低了计算量.最后,通过仿真实验验证了控制器的有效性.     

含磁滞非线性的电动机伺服系统预设性能跟踪控制

针对电动机伺服系统中广泛存在的参数不确定性、不确定非线性(外干扰、非线性摩擦、磁滞等)问题,建立了包含连续可微摩擦模型和磁滞非线性的系统数学模型,提出了一种预设性能控制方法,通过定义预设性能函数,实现了对跟踪误差收敛率、最大超调量和稳态精度的预先设定,并结合自适应鲁棒控制方法实现同时存在参数不确定性、不确定非线性时的优良跟踪,且保证了较好的瞬态跟踪性能.采用李亚普诺夫函数从理论上证明了控制器的稳定性,进一步的仿真对比结果表明,该控制方法展现了优良的瞬态和稳态性能.     

基于反馈线性化的气压伺服系统非线性H∞控制

该文将基于直接反馈线性化的非线性H∞控制策略应用于气压伺服系统。一方面，引入反馈线性化把具有强非线性的气压伺服系统转化为伪线性系统，从而可利用线性系统理论进行控制器设计；另一方面，引入H∞控制，处理由于模型不准确，运行参数的摄动等引起的鲁棒性问题。这使得对于气压伺服系统能够按照一定的性能指标来设计控制器，并且该控制器对于系统运行参数摄动和建模不准确具有鲁棒性。     

电液位置伺服系统的智能控制

研究了阀控型电液伺位置系统的点位控制，设计了仿人智能控制和速度，加速度反馈补偿仿人智能控制器，并进行了实验，实验结果表明，在本研究的工程背景下，采用速度，加速度反馈实偿仿人智能控制，稳态误差小于０．３ｍｒａｄ，调节时间小于２００ｍｓ超调量等于零，并具有较好的鲁棒性。     

垂直陀螺180°回转伺服变结构PID控制

为减小垂直陀螺仪的漂移,提高平台罗经系统精度,设计了垂直陀螺180°回转伺服控制系统,采用变结构PID校正网络和角速度数字控制器,实现垂直陀螺仪精确角位置伺服控制和接近匀速的回转．实验结果表明,采用变结构比例、积分、微分(PID)控制方法,可以使旋转机构在0°和180°位置精确定位,有效减小陀螺仪漂移．在对系统动态性能要求不高的情况下,该方案能将稳态绝对误差控制在30″以内,满足设计精度要求．