基于无源性的全方位移动机器人自抗扰控制

针对全方位移动机器人轨迹跟踪控制中存在的外界干扰和系统参数不确定性问题,提出基于无源性的自抗扰控制方法.该方法通过扩张状态观测器对系统扰动进行估计,并在基于无源性的控制器中加入扰动补偿项以减小外界干扰和参数不确定性对系统的影响;进而,利用系统的无源特性和Lyapunov 理论证明在该控制器作用下闭环系统有界输入有界输出稳定.仿真结果表明,所提出的控制方法响应速度较快,控制精度较高,对系统外扰和模型参数不确定性具有较强的鲁棒性     

机载无源干扰虚拟仿真系统研究

针对某型飞机电子对抗实装训练的困难,采用视景仿真技术进行了某型飞机机载电子对抗训练系统的开发。对虚拟座舱的构建方法、GL Studio开发的虚拟仪表与VP场景的交互问题和战场环境中基于粒子系统的无源干扰仿真方法进行了研究。系统虚拟训练部分以突防攻击任务为战术背景,包含了某型飞机机载电子对抗主要科目的仿真训练,可单科目训练也可进行综合训练,逐步提高飞行员对机载电子对抗设备的操作能力、在复杂战场环境中的敌情判断和战术选择能力。     

矩阵变换器输入电流的无源性控制

矩阵变换器无中间直流环节,易受电网扰动和负载扰动的影响,为此采用无源性原理的控制方法设计了输入整流侧的控制器,并且加入适当的阻尼改善了控制系统特性.此外,通过矩阵变换器的降阶分解,简化了控制器结构和提高了控制器的可实现性.结果表明,在输入电压干扰和载扰扰动下,仍能保证输入电流为正弦波,避免了对电网造成污染.     

虚拟同步发电机频率协调控制技术研究

在电网突发异常情况下,针对虚拟同步发电机的频率协调控制技术控制性能差,导致虚拟发电机输出的有功功率波动较大,设计一种适应多种电网工况的虚拟同步发电机频率协调控制技术。分析电网中虚拟同步发电机转子部分等效主电路,获取标幺值惯量,经过普拉斯变换得到发电机输出有功功率变化量与电网频率变化量之间传递函数模型,描述虚拟发电机运行状态,设计针对虚拟同步发电机频率的内环控制器结构,优化整体的控制策略。仿真结果表明,在不同的电网异常情况下,设计的虚拟同步发电机频率协调控制技术下,发电机输出有功功率输出波动小,更加接近稳定状态。     

基于无源化方法的移动机器人轨迹跟踪控制

该文将无源化方法应用到机器人轨迹跟踪控制中,根据机器人的动力学模型,采用基于模型及其转换矩阵的时变误差反馈的控制策略,将机器人的动力学过程转变为一个无损系统和关于一个二维向量的无源性映射。构造一个严格输入无源反馈映射,则此闭环系统为严格输出无源的,即此二维向量输出属于L2^n空间。由无源系统输出与轨迹跟踪误差间的转换矩阵形式可知跟踪误差也属于L2^n空间,即轨迹跟踪系统是稳定的。仿真结果表明,此方法控制效果良好,可以无差跟踪任意轨迹。     

微手系统的鲁棒无源跟踪控制

近年来, 微手系统作为机器人技术的一个热门研究领域, 受到了越来越多的关注. 由于微手系统是复杂且具有非线性的, 因此在实际应用当中很难达到精确跟踪的性能. 为了解决微手系统的精准控制问题, 本文讨论了微手系统的鲁棒无源跟踪控制. 首先, 运用基于演算子理论的鲁棒右互质分解方法, 建立了微手系统的动态模型. 然后, 通过结合无源补偿算子, 设计了无源鲁棒控制器, 保证了系统的鲁棒稳定性和无源性. 进而提出了基于双Bezout恒等式的鲁棒跟踪控制方案, 使整个非线性系统具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能. 最后, 通过仿真进一步验证了所提出方法的有效性     

基于反馈无源化的切换非线性系统H∞跟踪控制

针对切换非线性系统,提出一种基于反馈无源化的H_∞跟踪控制策略.首先,提出依赖状态切换的控制方法,在子系统不满足有界参考弱最小相位这一标准假设时,给出解决H_∞跟踪问题的充分条件,通过零状态可检测条件保证切换系统的内部稳定性,并利用无源不等式验证切换非线性系统满足H_∞跟踪性能;然后,提出依赖时间切换的跟踪策略,得到H_∞跟踪问题的可解性条件,该方法不依赖系统内部状态进行切换,将系统输出和参考信号之间的误差作为控制输入,并计算出切换系统满足的平均驻留时间;最后,给出仿真算例,以验证结果的正确性.     

矩阵式变换器电流环无源性控制

针对矩阵式变换器输出侧电流易受输出侧负载影响现象, 提出了一种基于无源性理论的矩阵式变换器的控制器. 首先将矩阵变换器等效为虚拟的交－直－交变换器, 在d-q坐标下建立了矩阵变换器输入和输出侧的模型, 并基于无源性理论设计了矩阵式变换器输出侧闭环控制器, 以消除内外扰动和不平衡的影响, 实现对输出电流快速准确的跟踪. 仿真结果表明这种控制器具有很好的动态特性, 对输入和输出扰动均有很好的抑制效果.     

基于广义无源的输入非仿射系统的H∞控制律设计

基于动态耗散的一般理论,提出了具有任意非线性输入端的非线性系统的一种新的控制器设计方法。该方法解决了以下两个问题：１）当系统严格广义无源时,设计非线性输出反馈使闭环系统稳定;２）当系统非广义严格无源时,设计同时具有状态反馈和输出反馈的双闭环控制器,使得闭环系统的内稳且具有Ｈ＾∞干扰衰减。对于线性系统,所设计的问题转化为对ＬＭＩ和ＡＲＥ的求解问题。     

基于领导跟随的欠驱动船舶编队跟踪控制

针对具有三自由度欠驱动水面船舶编队控制问题,提出一种基于领导跟随 ( Leader /Follower) 结构的欠驱动水面船舶队形跟踪控制方法。当系统接收到队形控制指令, 每个欠驱动水面船舶按照自己在编队中的角色进行控制,其中Leader 根据任务中的队形指令 完成航迹跟踪控制,而Followers 则依据Leader 的信息和航行中任务中的队形指令完成航迹跟 踪控制。在航迹跟踪控制中,根据期望队形任务指令为每个船舶设计需要跟踪的参考路径和 速度指令; 基于Lyapunov 理论和重定义输出方法设计非线性速度控制器和路径跟踪控制器跟 踪设计路径和速度指令; 稳定性分析证明了队形跟踪误差是一致最终稳定的。仿真结果表明 船舶可以跟踪任意期望曲线队形,从而验证了方法的有效性。     

Coordinated Adaptive Control for Coordinated Path-following Surface Vessels with a Time-invariant Orbital Velocity

This article considers the problem of directing a family of fully actuated surface vessels to cooperatively follow a set of convex and closed orbits with a time-invariant reference orbital velocity and maintain attitude synchronization. A consensusbased adaptive control law under a bidirectional communication topology is proposed to estimate the reference orbital velocity so that the restriction that every vessel in the family must have access to the reference in the previous literature can be removed. The assumption of nonzero total linear speed of each vessel is removed by the use of potential function. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed approach.      

船舶编队航行中的补给控制

研究了船舶编队的航行补给控制问题,将其归结为补给船舶与船舶编队的同步航迹跟踪控制问题.运用李亚普诺夫稳定性理论,提出了一种能克服风、浪及洋流等海洋环境干扰的补给船舶非线性自适应PD(比例—微分)航迹跟踪控制方法.以图论和一致性算法为基础,设计了补给船舶的航迹控制器,解决了通信限制条件下的补给船舶与船舶编队的同步控制问题.仿真结果证明了所设计的控制方法的正确性及有效性.     

多智能体沿多条给定路径编队运动的有向协同控制

研究了在有向通信连接下二阶积分器描述的多智能体沿多条给定路径编队运动的控制器设计及其稳定性分析问题. 智能体的动态和指定路径都是在固定直角坐标系下描述的. 通过引入路径函数来设计路径跟踪控制, 根据路径函数与弧长的关系来设计编队控制律, 使得多智能体沿期望路径的位置和速度在规定队形下达到一致. 利用图论证明, 当通信拓扑对应的有向图具有全局可达点时, 设计的编队控制系统是渐近稳定的. 本文设计的有向协同控制律可以应用于区域的信息优化采集.     

A Second Order Sliding Mode Path Following Control for Autonomous Surface Vessels

This paper presents a path following control design for an autonomous surface vessel. The boat considered presents three degrees of freedom being driven by two independent propellers placed at its stern and is represented by a highly nonlinear underactuated dynamic model. The control objective is to reach and closely follow a pre‐specified trajectory, operating in an environment perturbed by currents and waves. This objective is achieved through a control scheme based on the interaction of guidance laws synthesized by Lyapunov techniques and a high order sliding mode control approach based on the Super Twisting Algorithm. This methodology allows designing robust and simple controllers that avoid chattering effects on sliding surfaces, producing continuous control actions and presenting a reduced computational burden. The control performance is analyzed through representative simulations.     

基于模糊PID控制器的协调控制系统优化

火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位,大型火电单元机组的协调控制对象是一个多变量、强耦合的控制对象,针对此对象设计合适的解耦控制器是急需解决的问题.本文结合以1000MW机组作为具体模型,分别采用常规PID协调控制方式和参数自整定模糊PID解耦协调控制方式对全工况下的协调控制系统进行仿真研究,在线对PID参数进行整定,通过仿真结果进一步比较,可以看出,该方法可以很好的对单元机组协调系统进行控制,并能使控制系统的性能得到完善.     

小卫星编队飞行姿态协同控制及仿真

针对具体的对地定向三星编队成像高度计的姿态协同控制问题,基于四元素方法进行了姿态控制系统设计和数字仿真研究.首先定义了坐标系及姿态误差变量.接着设计了一种非线性姿态跟踪控制器,并运用Lyapunov稳定性理论证明了该控制律的全局稳定性.最后通过基于Matlab的数值仿真和基于STK的可视化,进一步验证了该控制律的稳定性和有效性.数值仿真结果表明利用这种方法可以保证编队中的从星时刻跟踪目标姿态.也就是能够实现合成孔径干涉测量的任务目标.     

一种基于Internet 力觉临场感遥操作无源控制算法

将Internet技术引入到力觉临场感遥操作系统是目前一个具有广阔应用前景的研究方向。由此，针对基于Internet力觉临场感遥操作系统所面临的变时延稳定控制问题，提出了一种基于波积分传输的无源控制算法。经过仿真，证明本算法可保证系统的无源性，并获得较好的操作性。     

基于多目标决策的协调电压控制

随着输电系统的应用范围扩大,电网电压稳定是电力控制领域有待解决的问题.提出了一种新的电网电压控制策略:跳跃基因进化算法(JGEA),用于搜索CVC的多目标解决方案,这些方案被存储在一个知识数据库中,JGEA与多目标决策(MCDM)的结合可以为电网系统的在线控制构成一个智能知识库系统.建立了一个独立的在线MCDM方法用于选择合适的控制方案.仿真结果表明该方法是用于解决电压不稳定性问题的一种新的且实用的实时控制方法.     

虚拟学习社区中意见领袖识别模型研究

虚拟学习社区是传统教育突破空间资源限制形成的便捷性学习环境,其中意见领袖是构成社区信息通路的重要角色,对其他用户有强大的影响力。为了准确识别社区中的意见领袖,构建出虚拟学习社区网络,分析各用户的中心性和社会网络角色特征,选取入度、出度、介数、特征向量中心性、用户活跃度、用户帖子转发量、用户帖子评论量等七个特征值作为筛选条件,结合基于K-means的用户聚类算法,提出基于K-means算法的意见领袖识别模型。最后,将该识别模型应用于某虚拟社区,根据各个聚类子类的特征向量,提取理论意义上的意见领袖集合。实验证明,获取意见领袖集合具有很高的准确性,识别出的意见领袖均处于中心者或桥梁位置,占据着社会网络的优势位置,在虚拟社区中承担着核心或中介等特殊作用。     

基于特征深度学习的机器人协调操作感知控制

为了在操作者与机器人之间实现更为稳定的负载运动状态,提出一种基于特征深度学习的机器人协调操作感知控制方法,分析机器人的协调操作原理,根据虚拟阻尼、虚拟惯量与虚拟刚度系数,构建人机协调操作模型,利用特征深度学习对模型内的神经网络进行网络信息的交互拓扑,优化机器人协调操作的感知性能.同时,减少内存占比,对人力交互信息滤波去...