鲁棒控制在飞翼无人机控制律设计中的应用

与常规无人机相比,飞翼布局无人机有其特殊的操稳特性;为了保证飞翼布局无人机具有良好的操稳特性,飞行控制系统的控制性能和鲁棒性能要求更高;首先介绍了基于LMI的鲁棒H2/H∞控制理论,然后采用LMI工具箱设计了某型飞翼布局无人机纵向增稳控制系统的控制律,得到增稳后的无人机纵向模态特性,同时对升降舵操纵、风切变和测量噪声进行了动态特性仿真;结果表明,设计的控制律改善了飞机的动态特性,具有良好鲁棒性能和抑制外界干扰的能力.  

风浪流干扰及参数不确定欠驱动船舶航迹跟踪的滑模鲁棒控制

针对欠驱动船舶的模型参数不确定和外界风浪流干扰问题,为实现水平面的航迹跟踪控制,提出了一种基于上下界的滑模控制方法.首先利用反步法将控制器的设计分解为运动学回路和动力学回路.其次,在运动学回路中为实现位置跟踪误差的收敛,根据期望航迹与当前位置信息,设计船舶的纵向与侧移参考速度,并视为镇定位置误差的虚拟控制律；在动力学回路中,将虚拟控制律作为新的跟踪目标,利用滑模方法设计实际控制律实现对参考速度的跟踪控制,最终实现了欠驱动船舶的跟踪控制.最后对有无干扰下的欠驱动船模分别进行了仿真实验,仿真结果证明了控制律的有效性.  

线性随机系统有限时间H∞控制

讨论一类具有时变、有限能量外部扰动的线性随机系统有限时间H∞控制问题．首先，给出了线性随机系统有限时间如控制问题的定义；然后，通过构造Lyapunov-Krasovskii函数，并结合线性矩阵不等式，给出了随机系统有限时间如控制器有解的充分条件；进一步，将该问题简化为具有线性矩阵不等式约束的优化问题，并给出了相应的求解算法；最后，通过数值算例表明了该设计方法的有效性．  

基于二次梯度算法的二维条码图像定位

针对复杂背景下的PDF417条码定位问题,提出了一种利用二次梯度算法提取图像中的正、负峰值以获取图像分割阈值的方法.使用这种方法后,可在最大程度上减少外界干扰,实现二维条码的快速定位.  

自治水下机器人深度的鲁棒H∞控制仿真

研究了鲁棒H∞控制在自治水下机器人(AUV)深度控制中的应用.根据刚体空间运动和流体力学理论建立了AUV垂直面运动的数学模型,并在特定的工作点对模型进行了线性化处理得到了AUV垂直面运动的控制设计模型.根据鲁棒H∞控制理论设计了自治水下机器人垂直面运动的深度控制器.仿真结果表明,该控制器在减轻/克服AUV运动模型的不确定性,严重的非线性和外界干扰等方面有明显的效果,具有很好的动态性能,系统的鲁棒性强.  

推力矢量飞机鲁棒故障检测与辨识和 指令滤波容错控制系统设计

针对推力矢量飞机(TVA)在超机动飞行中的舵面故障、执行器故障、参数摄动和外界干扰等问题, 提出了 一种鲁棒故障检测与辨识和指令滤波容错控制(RFDI–CFFTC)系统设计方法. 首先针对TVA故障模型提出了一种基 于多观测器的RFDI 机制, 通过引入自适应律和观测器来补偿参数摄动和外界干扰的影响, 实现对舵面故障和执行 器故障的准确检测与辨识, 同时准确估计故障程度; 然后在RFDI的基础上, 设计了CFFTC容错控制律, 实现包容舵 面故障、执行器故障、参数摄动和外界干扰的TVA容错控制, 同时改善了传统反步法中的“微分爆炸”问题; 最后 对RFDI–CFFTC系统的稳定性进行了证明. MATLAB/Simulink仿真验证了本文方法的有效性.  

控制输入受限的拦截卫星轨道鲁棒H2/H∞控制

针对拦截卫星在执行轨道拦截任务的过程中存在不确定参数和不同类型外界干扰的轨道控制问题,研究了基于鲁棒H2/H∞稳定的控制器设计方法.首先,考虑参数不确定性、外界干扰、系统的H2/H∞性能和有限时间性能、控制输入限幅和极点配置,建立了相对运动轨道模型和相应的约束条件,并由此提出了控制器设计目标.然后采用线性不等式技术提出并证明了控制器存在的充分条件,并将控制器的设计转化为一个凸优化问题进行求解.仿真结果表明,设计的控制器能够使系统稳定并满足各项约束,且对系统不确定性具有较好的鲁棒性以及对外界干扰有一定的抑制作用.  

存在环境约束的机器人自适应迭代学习控制

针对存在不确定性和外界干扰的受限机器人系统提出一种自适应迭代学习控制律.不确定性参数被估计在时间域内,同时重复性外界干扰在迭代域内得到补偿.通过引入饱和学习函数,保证了闭环系统所有信号有界.借助Lyapunov复合能量函数法,证明了系统渐进收敛到期望轨迹的同时,能够保证力跟踪误差有界可调.