基于反步法的固定时间纯反馈非线性系统跟踪控制

研究了固定时间控制在非线性纯反馈系统中的应用.为了解决传统反步法无法处理纯反馈系统的问题,引入了一种非传统的坐标变换.根据Lyapunov稳定性定理证明了所提出的控制算法可以确保系统在固定时间内跟踪到给定信号,且收敛时间与系统的初始状态无关.最后,通过两个仿真示例验证了所提算法的有效性.     

一类输入受限非线性系统的有限时间控制

针对一类高阶非匹配不确定非线性系统,结合有限时间Lyapunov稳定性理论,提出了系统在输入受限情况下的一种有限时间稳定控制方案。首先利用加幂积分法,设计镇定系统的有限时间稳定控制器;然后当该控制器的输出超过给定的有界上限输出时,运用Backstepping回馈思路去证明系统在控制器达到饱和后也是有限时间稳定的,从而实现了输入受限问题的分段处理。数学上严格证明了在所提方案的作用下,闭环系统是有限时间稳定的,保证了基于加幂积分法设计的控制器的输出量始终在给定的允许饱和限度内,同时被控系统是有限时间稳定的。仿真结果验证了该方法的有效性。     

考虑约束的卫星抗扰反步姿态控制

针对具有不确定性、外干扰及饱和约束的卫星非线性姿态跟踪问题, 将约束反步法与状态观测器相结合, 提出分块自适应抗扰反步控制器。卫星模型由修正罗德里格参数进行描述。利用带参数投影的非线性扩张状态观测器对时变的“总干扰”项进行在线估计补偿, 以提高反步控制器的鲁棒性。在设计反步控制器时, 引入指令滤波器和修正跟踪误差信号以施加系统状态和执行器的饱和限制, 同时较容易获得虚拟控制导数, 并且放宽了干扰估计律投影算子的投影集范围。Lyapunov理论证明了闭环系统在非线性阻尼的作用下输入-状态稳定。对比仿真表明, 与传统自适应反步法相比, 所提出的控制器具有更高的姿态跟踪性能和干扰估计精度。     

基于神经网络仿射非线性系统滑模自适应控制

研究了一类单输入单输出仿射非线性系统的自适应控制问题.采用反馈线性化方法设计控制器,用神经网络逼近系统中的未知非线性函数,并在神经网络权值的自适应律中引入权值误差的概念,以改善系统的动态性能.同时采用滑模控制方法设计补偿器,提高了系统的鲁棒性.理论分析及仿真结果表明,所设计的控制器,不仅能解决该系统的轨迹跟踪控制问题,...     

一种复杂条件下编队姿态协同控制方法

针对无角速度量测及饱和输入条件下的编队姿态协同控制问题,将未知饱和控制影响与外部扰动合并为复合外部扰动,设计了一种外部状态观测器准确估计系统角速度和复合外部扰动;在此基础上,提出了一种有限时间滑模协同控制律,通过构造合适的Lyapunov函数从理论上证明了系统的稳定性;仿真结果表明,该方法能够在有限时间内实现对姿态的准确估计和协同控制。     

自动化技术、计算机技术

TP132007062199一类非线性系统有限时间函数观测器设计方法/丁玉琴,刘允刚(山东大学控制科学与工程学院)//山东大学学报(工学版).―2007,37(1).―56～60.研究了一类非线性系统的有限时间函数观测器设计问题,发展了现有文献中的相关结果:(1)得到了非线性系统的渐近收敛函数观测器设计方法;(2)在所设计的非线性系统渐近收敛函数观测器的基础上,并结合有限时间观测器理论,给出了将要研究的非线性系统的有限时间函数观测器的设计新方法。所设计的有限时间函数观测器在任意给定的时间段内实现了对将要研究的非线性系统状态函数的精确重构。仿真…     

导弹有限时间三维非线性导引律

以已推导所得的导弹-目标相对运动三维非线性模型作为研究对象,为获得快速收敛的跟踪效果,引入有限时间控制理论,设计具有有限时间收敛效果的非线性导引律.从理论角度论证了导弹在有限时间内成功拦截非机动目标的可行性,并估算了有效拦截时间的范围.计算机仿真结果表明,所设计导引律能够使整个导弹-目标相对运动系统稳定,控制导弹在有限时间内击中目标,实现零脱靶量打击,提高了导弹的拦截性能.     

关于连续过程神经元网络的一些理论问题

针对输入/输出均为连续时间函数的非线性系统信号处理和建模问题,提出了一种连续过程神经元和过程神经元网络模型.连续过程神经元的输入/输出均为连续时间函数,其时空聚合运算能同时反映连续时变输入信号的空间聚合作用和输入过程中的时间累积效应,可实现输入/输出之间非线性实时或若干时间单元延迟的映射关系.文中给出了一种输入输出均为连续时间函数的前馈过程神经元网络模型,并证明了相应的连续性,函数逼近能力和计算能力等性质定理.     

基于动态面的死区输入系统跟踪控制算法

针对具有未知死区输入的一类非线性严反馈系统,文中提出了一种基于动态面技术的自适应渐进跟踪控制策略。 在处理虚拟控制器时,不同于传统动态面技术中采用的低阶滤波器,通过引入具有时变积分函数的非线性滤波器,不仅可以规避“微分爆炸”,降低计算负担,简化控制器,还可以很好地补偿动态面方法引起的边界层误差。 理论分析证明,所提出的控制方案能够消除死区非线性的影响,保证闭环系统的稳定性。以单力臂机械手的仿真为例,通过调节设计参数去提高系统的瞬态跟踪性能,实现了系统跟踪误差渐进收敛,验证了所提出控制策略的有效性。     

一种简洁的离散快速无振荡跟踪-微分器的设计

针对几种传统的跟踪-微分器存在的缺点,构造了一种简洁的离散快速无振荡跟踪-微分器.对几种跟踪-微分器的控制综合函数进行了对比分析,设计了一种可变宽度线性区,利用状态倒推的方法确定了控制综合函数,并依此构造跟踪-微分器.仿真结果表明,该跟踪-微分器能够快速无振荡地跟踪输入信号,具有较好地滤波功能,能输出品质很好的微分信号...