联合连通拓扑条件下多无人机系统编队包含控制

针对联合连通拓扑条件下具有多个领导者的多无人机系统编队包含控制问题,分别为领导者和跟随者设计分布式一致性控制器,依据领导者和跟随者对Laplacian矩阵进行分块,对具有有向生成树的Laplacian矩阵进行特殊分解,将领导者的编队控制问题简化为低阶时变系统的渐近稳定性问题。定义跟随者实现包含控制误差量,将跟随者的包含控制问题简化为时变系统的渐近稳定性问题。利用平均化方法,将两个时变系统的渐近稳定性问题转化为两个时间平均系统的渐近稳定性问题,借助线性矩阵不等式和Lyapunov函数给出了控制器的设计步骤,使得多无人机系统的通信拓扑切换足够快,多无人机系统就能在联合连通拓扑条件下实现编队包含控制。通过仿真验证,结果表明所设计控制器的有效性。     

DoS攻击下异质多智能体系统二分包含控制

为解决DoS攻击下智能体间不能正常通信的问题,研究了基于符号图的离散异质多智能体系统包含控制.首先,考虑跟随者状态不能在线获得的情况,构造分布式状态观测器;其次,在每个跟随者的控制器设计中加入历史时刻信息,提出分布式动态反馈控制方案,通过内外系统加强包含控制的约束条件,使得系统中的跟随者能够收敛到领导者形成的凸包中,解...     

重装空投过程的有限时间收敛自适应滑模控制

针对带有不确定性且不确定性边界未知的重装空投过程飞机运动系统,提出了一种有限时间收敛增益自适应滑模控制律。该控制律由标称控制和补偿控制两部分构成,前者用于获得有限时间的收敛性能,后者用于克服不确定性,提高系统鲁棒性。采用自适应方法在线近似补偿控制器的增益,解决了控制增益选取依赖于不确定性边界的问题,并有效抑制了滑模控制的抖振现象。理论分析表明,该方法能够保证飞机速度和俯仰角的跟踪误差有限时间收敛。仿真验证了控制方法的有效性和优越性。     

未知输入下多智能体系统的分布式协同控制

针对具有未知领导者控制输入的双积分形式的二阶多智能体系统的有限时间分布式协同控制问题进行了研究。首先,为了快速、准确地估计领导者的控制输入信息,提出了一种新的基于双曲正切函数的有限时间跟踪微分器,并引入终端吸引子函数来消除抖振。其次,设计了一种基于含减速点的新型变速趋近律的有限时间跟踪控制律,系统在远离减速点时具有较快的收敛速度,在靠近减速点时能有效削弱抖振。在此控制律的作用下,跟随者利用所获得的控制输入信息,可以更好地实现对领导者的速度和位置跟踪。最后,仿真结果验证了所提算法的有效性。     

基于领航者模式的多机器人编队实现

在讨论机器人的动力学模型和运动学模型的基础上,通过构建虚拟机器人实现领航者机器人和跟随者机器人之间系统的对接.领航者机器人通过不断更新自身信息实现到达预定轨道.跟随者机器人通过获取虚拟机器人信息来调整自身位姿,实现了保持与领航者的相对位姿.通过matlab仿真验证了编队策略的正确性和稳定性.     

分布式异构集群系统PI编队跟踪控制

同构集群系统因其组成个体的单一性而存在功能上的局限性。异构集群系统的个体组成具有多样性,因此可以扩展同构集群系统的功能。针对异构集群系统的编队跟踪控制问题,文中基于领导者-跟随者模型,在有向通信拓扑结构下设计了一种分布式PI编队跟踪控制协议。设计了期望的时变编队队形,跟随者在跟踪领导者的同时可保持期望的编队队形,使系统中的所有智能体均能够达到期望位置。考虑到真实系统会受到外部未知有界扰动和一些不确定因素的影响,因此基于李雅普诺夫稳定性理论给出了保证系统跟踪误差一致有界的充分条件,并进行了鲁棒性分析。根据设计的控制协议及控制条件进行了仿真验证,结果表明所设计的PI编队跟踪控制策略能够有效解决异构集群系统的编队跟踪控制问题。     

基于e-修正神经网络的直接自适应控制设计

针对一般非线性不确定系统设计了一种e-修正神经网络直接自适应控制方法。首先采用虚拟控制量的方法,并将其分解成参考模型输出、线性动态补偿输出与神经网络自适应输出三项;然后针对传统σ-修正神经网络在权值更新时的不足,设计了一种基于e-修正方法的权值自适应更新律,并设计了输出反馈误差观测器用以对神经网络进行训练;最后对基于σ-修正与e-修正两种权值自适应更新律进行仿真对比。仿真结果表明基于e-修正神经网络方法在跟踪误差、不确定性逼近等效果上均优于基于σ-修正神经网络方法。     

板形板厚自适应模糊PID解耦控制

带钢冷轧过程中,板形控制和板厚控制之间存在着很强的耦合关系,互相影响对方的调节效果。针对这一复杂、多变量耦合的非线性系统,建立了板形板厚综合系统数学模型,并提出应用前馈补偿解耦方法和一种增益调整型自适应模糊PID控制方法对板形板厚综合系统进行解耦控制。仿真结果表明,该解耦控制方法比传统解耦PID控制方法解耦效果好、响应速度快、自适应跟随能力强,有效地提高了板形板厚的控制精度。     

可重构飞行控制系统的滑模自适应控制律设计

当飞行控制系统操纵面发生损伤故障时,结合自适应思想,采用滑模控制方法进行重构飞行控制系统的设计.采用单位向量法设计滑模控制器,这种控制器由线性部分和非线性部分组成.线性部分采用改进的线性二次型最优控制器法进行计算,而非线性部分采用自适应增益来更好地适应故障情况.利用某型飞机的纵向飞行控制系统模型进行仿真,结果表明,带有自适应增益的滑模控制方法不仅适合于正常情况下的飞控系统设计,而且对操纵面损伤故障情况具有较强的适应能力,与固定增益情况相比,具有更好的跟踪效果和重构控制效果.     

小扰动机器人纵向非线性控制电路系统设计

传统的小扰动机器人纵向非线性控制方法采用传感器通过敏感元件实现驱动器和执行系统联动控制,但控制系统容易出现非线性随机干扰失真。提出基于自校正模型参考自适应的小扰动机器人纵向非线性控制方法,利用改进后的控制算法进行电路系统设计。当小扰动机器人纵向非线性控制系统受到随机干扰作用时,根据自适应多通道加权控制律,机器人非线性控制系统的测量误差按指标随时调整控制器参数权重,给出合适的控制信号,在机器人的执行控制系统中设置一个初始权值,参考模型并联于被控系统,在伺服控制中采用最小方差法确定控制规律,实现机器人的纵向非线性控制,最后进行PCB电路板的设计。实验和调试结果表明,采用该系统能有效实现对机器人的非线性控制,控制品质和精度较高,收敛性和稳定性较好。     

基于APD自适应增益控制的近地无线激光通信信道大气湍流抑制方法研究

随着5G时代的到来,自由空间光通信成为无线通信领域的研究热点,限制激光通信系统在大气信道下发展的主要因素是湍流闪烁效应。为了提高激光通信系统在大气信道下的通信性能,本文提出了一种基于雪崩光电二极管自适应增益控制的激光传输终端大气湍流的抑制方法,建立了大气湍流信道时域频域模型,编写了一套闭环调节算法并在湍流条件下搭建了具有自适应增益控制算法的无线激光通信实验。结果表明：在弱湍流条件下,光强闪烁方差由0.057降低至0.023,开启自动增益控制的功率谱曲线更加符合5/3次幂律谱,系统误码率降低两个数量级。经多次试验证明,自适应增益控制算法有效地抑制了湍流引起的信号功率波动,实现了高抗干扰能力的无线激光通信。     

柔性机械臂有限时问控制器设计与仿真实现

为了验证系统在有限时间控制律的作用下具有收敛速度快,稳态精度高的优点,采用有限拍控制方法设计有限时间控制器。并以一个单连杆机器人手臂为研究对象,先建立柔性机械臂的数学模型,再基于近似线性化方法得到机械臂的线性数学模型,并在Matlab仿真软件Simulink环境中做了柔性机械臂在有限时间控制器作用下的响应速率与稳态误差实验。分析试验数据,得到系统在有限时问控制律作用下具有较好的收敛速度与稳态误差。     

采用自抗扰控制的空间激光通信精跟踪系统

空间激光通信的视轴稳定是激光通信链路建立的前提。针对通信终端载体的非线性扰动和扰动模型未知造成视轴稳态误差较大的问题,设计了自抗扰控制方法,并采用模糊控制理论自适应调整非线性状态误差反馈控制律中的相关参数。实验结果表明,与自适应PID控制方法相比,采用模糊自抗扰控制方法可以有效抑制平台的非线性扰动,并且具有较快的响应速度与较强的鲁棒性,可以满足系统的稳态精度要求。     

参数不确定移动机器人全局轨迹跟踪的自适应滑模控制

通过对一类质心和几何中心不重合情况下移动机器人轨迹跟踪问题的研究,得到了两独立驱动轮角速度为控制输入的机器人运动学模型.对于车轮半径和两驱动轮之间距离参数已知的情况,基于反演控制的思想设计了变结构控制的切换函数,构造了具有全局渐近稳定的滑模轨迹跟踪控制律,并针对这两个参数未知时,通过自适应方法对其进行参数估计,给出了自适应滑模轨迹跟踪控制律的设计方法.该方法设计过程简单且具有直观的稳定性分析,适用于移动机器人的全局轨迹跟踪控制.仿真算例验证了所提控制律的有效性和正确性.     

基于自适应牵制控制的中立型复杂网络渐近同步

针对控制节点未知的中立型耦合复杂网络渐近同步问题,文中设计了更符合工程应用的自适应牵制控制器,并给出了自适应更新律的设计依据.根据广义It?公式、线性矩阵不等式和Lyapunov稳定性理论,给出了中立型耦合复杂网络渐近同步的充分条件.通过数值仿真,计算出同步所需最少牵制节点数,进一步验证了所得渐近同步准则的有效性.     

惯性参数未知双臂空间机器人自适应模糊控制

惯性参数未知将导致空间机器人系统的模型不精确,使得常用的关节运动轨迹跟踪控制方法失效。针对该问题,提出一种基于自适应模糊算法的关节运动轨迹跟踪控制方法。基于模糊系统的万能逼近特性,利用参数自适应调节方法在线辨识空间机器人系统模型,解决空间机器人不具有惯性参数的先验知识和惯常线性性质的问题;设计自适应模糊控制器,实现对双臂空间机器人系统的关节空间轨迹跟踪控制;通过构造李亚普诺夫函数证明了该模糊控制系统的稳定性。数值仿真实验结果验证了所提控制方案的有效性。     

航空发动机模糊滑模变结构控制研究

针对航空发动机是一个具有时变不确定性的非线性系统,结合模糊控制和滑模变结构控制的特点,提出了一种基于模糊滑模变结构控制的航空发动机控制方法.采用线性滑模面和指数趋近律设计变结构控制器,应用模糊逻辑系统自适应调节切换增益,避免了传统滑模变结构控制系统在到达阶段对不确定性的敏感性,消除了滑模控制中的抖振.通过数字仿真,结果表明所设计的模糊滑模变结构控制器对系统的参数摄动和外部干扰具有不变性,使被控系统在整个控制阶段都具有较强的鲁棒性.     

具有Hammerstein模型特征的非线性远程预报辨识

为提高内河船舶远程通信预警功能的精度和可靠性,提出了具有非线性预测控制模型特征的远程复杂目标预报辨识算法。通过将远程复杂目标的辨识分解为一个静态非线性环节和动态线性环节的串联,利用稳态信息获取稳态模型的一致性估计,并通过动态模型获得非线性静态环节的增益,再利用奇异值分解法和动态信息辨识获取非线性系统未知参数的估计。仿真结果验证了该方法的有效性。     

空空导弹三维自适应模糊滑模制导律设计

提出了一种基于自适应模糊滑模控制的空空导弹三维制导律,解决了一般滑模控制中存在的抖振问题.该制导律在非线性系统的精确模型未知的情况下,通过模糊系统对非线性模型进行逼近,并根据Lyapunov方法设计了参数自适应律.仿真结果表明,该制导律与比例制导相比有较大的性能改善.     

一种新型自校正控制器设计

本文采用连续时间过程描述与离散时间控制律及参数估计相结合的方法，导出了一种参数自适应控制的混合设计方案。