转动惯量存在不确定性的挠性航天器滑模姿态控制

在转动惯量存在不确定性时,采用滑动模态控制方法对挠性航天器设计了姿态镇定控制律.由于挠性模态是不可量测的,首先设计了部分状态观测器对挠性模态进行估计.进而结合滑模控制方法,提出了基于观测器的滑模姿态控制律.采用Lyapunov方法证明了在存在转动惯量不确定性时,所设计的滑模姿态控制律能使闭环航天器姿态系统稳定.最后,通过数值仿真例子验证了所提出方法的有效性.     

基于动态滑模控制的挠性航天器姿态控制

本文采用滑动模态控制方法对挠性航天器设计了姿态镇定控制律.首先,建立了挠性航天器的数学模型.其中,挠性航天器的运动学方程采用姿态四元数描述.然后,通过引入动态切换函数,设计挠性航天器的动态滑模姿态控制律.该控制律能对滑模姿态控制律中由符号函数项引起的抖振进行抑制.采用Lyapunov方法证明了所设计的动态滑模姿态控制律能使闭环航天器姿态系统稳定.最后,通过数值仿真例子验证了所提出方法的有效性.     

含有参数不确定性的挠性航天器姿态跟踪滑模控制

对有不确定参数的挠性航天器姿态跟踪控制, 提出了一种基于滑模控制的姿态跟踪控制律. 挠性航天器动力学采用混合坐标法进行建模; 构造挠性模态观测器对挠性模态变量进行观测. 基于Lyapunov稳定性原理得到含有挠性模态观测器的滑模控制律, 并给出了全局渐近稳定性的证明. 对各个仿真结果进行比较, 显示出本文提出的滑模控制律针对航天器惯量阵不确定性具有良好的鲁棒性, 而且具有较强的扰动抑制能力.     

船舶航向保持变论域模糊–最小二乘支持向量机复合控制

针对船舶航向运动具有强非线性,并受各种不确定随机干扰的作用,提出了基于最小二乘支持向量机与变论域模糊逻辑的船舶航向保持复合控制方案,该控制方案利用最小二乘支持向量机良好的非线性映射能力建立船舶操纵系统的逆动力学模型,引入协调控制因子,与变论域模糊控制复合形成控制闭环,提高控制系统的控制精度和鲁棒性.仿真结果表明,本文所设计的航向保持控制系统效果良好,对海情的变化具有较好的自适应能力.     

基于支持向量机的直接逆模型辨识

在简单讨论逆模型辨识原理的基础上,利用支持向量机(SVM)对函数逼近的能力,提出了基于支持向量机的直接逆模型辨识方法.分别采用二次核函数以及高斯RBF核函数,利用训练数据对线性和非线性系统进行黑箱辨识.仿真结果表明,基于支持向量机的直接逆模型辨识方法在处理线性和非线性对象时,辨识性能都优于传统的BP神经网络,不仅辨识精度高,辨识速度快,而且泛化能力较强.     

基于支持向量机的电弧炉逆内模控制器

针对三相交流电弧炉电极调节系统的耦合问题,提出了基于支持向量机的逆内模解耦控制策略.根据广义电弧炉对象的Taylor近似模型直接推导逆控制律,消除三相之间的耦合,避免了在线辨识逆模型计算量过大的问题.另外,在内模结构中引入非线性补偿,当系统参数变化和受到外部干扰时,保证了系统的鲁棒性.系统的稳定性和鲁棒性通过Lyapunov方法进行了分析,最后的仿真与实验结果验证了控制器的有效性.     

基于支持向量机逼近的内模控制系统及应用

针对同步发电机组汽门系统, 文章研究了一种基于支持向量机逼近的内模控制系统. 所研究的控制系统包括两个主要部分: 支持向量机逼近逆控制器、内模框架下的不确定性补偿. 由基于泰勒扩展的输入输出逼近模型计算逆控制律, 并由非线性系统辨识来实现. 同时, 采用一个鲁棒滤波器实现内模框架下的不确定性补偿. 针对汽门系统的仿真实验验证了该控制系统的优良性能.     

基于多模型和SVM逆系统单元机组解耦控制

火力单元机组协调控制系统是一个多变量、强耦合的控制系统,具有非线性、耦合和延迟等特性,其性能直接影响单元机组运行的安全性和经济性.为了有效解决火力单元机组协调控制系统的耦合特性和动态非线性,设计了基于多模型和支持向量机(SVM)逆系统的解耦控制方法,并进行了相应实验研究.针对一个300 MW单元机组的试验仿真模型,得到单元机组在5个典型工作点的线性化模型,然后对每个线性化模型分别设计SVM逆模型及其动态PID控制器,进而用模型线性组合成多模型全局控制系统.通过加权多项式选取合成的多模型控制方法,可以解决负荷大范围变化引起的非线性问题;支持向量机与逆系统的结合能很好地解决非线性系统的强耦合问题.仿真研究证明了这种控制算法设计的有效性和优越性.     

基于sigmoid函数的高超声速飞行器自适应姿态控制

针对高超声速飞行器无动力再入过程中具有强耦合、气动参数摄动及不确定性的非线性姿态模型,提出了飞行器姿态控制的一种非线性设计方法。首先基于时标分离原理分内外环设计非线性动态逆控制器,并利用Sigmoid函数分通道制定控制律。针对单纯使用动态逆控制鲁棒性弱的特点,引入基于扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的自适应控制器对参数摄动和不确定性进行补偿,在参数拉偏和风干扰条件下仿真结果验证了设计控制器具有较强的鲁棒性。     

基于支持向量机α阶逆系统方法的非线性内模控制

为了提高传统逆系统方法的鲁棒性和抗干扰能力, 提出了基于支持向量机α阶逆系统方法的非线性内模控制新方法. 该方法利用支持向量机辨识非线性系统的α阶逆模型, 并将其串连在原系统之前得到复合的伪线性系统. 对求得的伪线性系统采用内模控制方法进行控制. 仿真结果证明了该方法的有效性. 理论分析和仿真结果均表明, 该方法不依赖于系统的模型, 且较一般的逆系统方法鲁棒稳定性好, 设计简单, 跟踪精度高, 是解决非线性系统控制的一种可行的理论方法.