具有时变扰动的四旋翼无人机有限时间预定性能控制

针对外界扰动、模型不确定性以及输出误差约束情况下的四旋翼无人机轨迹跟踪问题,提出有限时间预定性能控制策略.首先,将无人机动力学模型解耦为姿态子系统和位置子系统;其次,引入误差转换函数和性能约束函数,通过合理设计快速终端滑模面,实现转换误差有限时间收敛,从而实现原系统输出误差约束控制;进一步,通过稳定性分析可以得出所设计的控制器能够保证系统有限时间稳定,并且具有良好的暂稳态性能;最后,通过实例仿真验证所设计方法的有效性。     

基于差分进化算法的太阳自动跟踪控制方法

为在浮空器平台上实现对太阳的准确跟踪,分析目前太阳能光伏发电系统中常用的跟踪方法和浮空器上太阳跟踪装置的特点,阐述被动式太阳跟踪方法和差分进化算法的原理。由于浮空器平台的不稳定性,在ZieglerNichols(Z-N)法整定PID参数的基础上,运用差分进化算法对PID参数做进一步优化,可实现太阳能的充分利用,减少动态跟踪时驱动电机的能量损耗。仿真结果表明:该控制方法可改善系统的动态特性,使系统的鲁棒性更强,为工程应用提供可靠的理论依据。     

异构多目标差分-动态窗口算法 及其在移动机器人中的应用

为了实现在多移动机器人和多窄通道的复杂动态环境中机器人的节能运动规划,提出异构多目标差分-动态窗口法(heterogeneous multi-objective differential evolution-dynamic window algorithm,HMODE-DWA).首先,建立行驶时间、执行器作用力和平滑度的3目标优化模型,设计具有碰撞约束的异构多目标差分进化算法来获得3个目标函数的最优解,进而在已知的静态环境中获得帕累托前沿,利用平均隶属度函数获得起点与终点间最优的全局路径;其次,定义基于环境缓冲区域的模糊动态窗口法使机器人完成动态复杂环境中避障,利用所提出的HMODE-DWA算法动态避障的同时实现节能规划.仿真和实验结果表明,所提出的混合路径规划控制策略能够有效降低移动机器人动态避障过程中的能耗.