检索结果-内蒙古大学图书馆

中南大学学报(自然科学版) 2025年第1期56卷 100-110页

作者：阎坤赵金泽高嵩曹凯万敏西安工业大学电子信息工程学院陕西西安710021 南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106

针对无人直升机在飞行过程中面临的状态受限和执行器饱和等多约束问题,本研究结合时变障碍lyapunov函数技术和辅助系统方法提出了一种抗饱和安全飞行控制策略。首先,对状态约束进行分析并建立了包含输入饱和的无人直升机非线性系统模型... 详细信息

针对无人直升机在飞行过程中面临的状态受限和执行器饱和等多约束问题,本研究结合时变障碍lyapunov函数技术和辅助系统方法提出了一种抗饱和安全飞行控制策略。首先,对状态约束进行分析并建立了包含输入饱和的无人直升机非线性系统模型;其次,针对输入饱和问题,采用饱和误差构造辅助系统,并将辅助系统的输出变量反馈到控制器中以提高系统的抗饱和能力,同时针对状态约束问题,引入时变障碍lyapunov函数对其进行处理,保证飞行状态在预设的安全约束范围内变化;最后,在反步控制技术的框架下,设计了同时存在时变状态约束和输入饱和的无人直升机跟踪飞行控制方案,并结合lyapunov稳定性理论证明了整个闭环系统误差的有界稳定性。通过仿真验证并与传统PID控制方法相对比,验证了本文所提出控制算法的有效性和优越性。研究结果表明:所提出的控制算法不仅能够确保无人直升机的飞行状态在合理且安全的范围内变化,而且提高了整个飞控系统的抗饱和能力。

关键词：无人直升机状态约束执行器饱和辅助系统时变障碍lyapunov函数

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

不确定电液伺服系统的时变输出约束自适应滤波控制

引用

北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1819-1828页

作者：潘昌忠何广李智靖周兰熊培银湖南科技大学信息与电气工程学院湘潭411100

针对电液伺服系统位置跟踪控制中存在的输出约束和不确定性问题,提出一种基于正切型时变障碍lyapunov函数的输出约束自适应滤波控制方法。构造具有时变约束边界的正切型时变障碍lyapunov函数,通过时变边界函数的参数设置,使系统输出具... 详细信息

针对电液伺服系统位置跟踪控制中存在的输出约束和不确定性问题,提出一种基于正切型时变障碍lyapunov函数的输出约束自适应滤波控制方法。构造具有时变约束边界的正切型时变障碍lyapunov函数,通过时变边界函数的参数设置,使系统输出具有较好的瞬态和稳态性能;设计径向基函数(RBF)神经网络及权重自适应学习律,在线逼近由模型不确定性和未知干扰组成的复合干扰,并将逼近值用于反馈控制;采用二阶指令滤波反步法设计状态反馈控制律和误差补偿机制,避免反步设计中“计算爆炸”的问题,同时消除滤波误差,提高系统位置跟踪精度;依据lyapunov稳定性理论证明闭环系统中所有误差信号的收敛性。仿真结果表明:系统的稳态误差在所提方法下约为3.48×10^(-8)m,相比于其他控制方法,跟踪误差始终约束在时变的约束边界内,跟踪精度和控制性能均得到提升。

关键词：电液伺服系统时变障碍lyapunov函数径向基函数神经网络指令滤波误差补偿反步法

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

考虑时变状态约束的永磁同步电动机随机系统指令滤波控制

考虑时变状态约束的永磁同步电动机随机系统指令滤波控制

引用

作者：张雨青岛大学

学位级别：硕士

永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其效率高、可靠性强等优势被广泛应用于轨道交通、机床加工等领域。然而,PMSM自身参数如电机转矩、绕组电阻会受到阻尼转矩、磁路饱和的干扰而发生变化,且系统性能易受外部... 详细信息

永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其效率高、可靠性强等优势被广泛应用于轨道交通、机床加工等领域。然而,PMSM自身参数如电机转矩、绕组电阻会受到阻尼转矩、磁路饱和的干扰而发生变化,且系统性能易受外部负载、环境温度、磁路饱和以及电压浪涌等随机扰动的影响。同时,在实际工程应用中,出于物理限制、特定性能要求以及安全考虑,PMSM的状态量例如角速度、定子电流以及系统控制输入电压常需满足一定的约束条件,且约束界限在某些特定场合下会随着时间的推移而发生变化。因此,相较于常值约束,时变约束控制更符合实际应用。为解决上述问题,本文围绕考虑随机扰动和时变约束的PMSM系统指令滤波位置跟踪控制展开研究,主要研究内容如下: (1)针对考虑时变状态约束的PMSM随机系统,提出了自适应指令滤波控制方案。首先,在控制器设计过程中选取对数型时变障碍lyapunov函数来保证电流、转速等状态量不违反预设的时变约束条件。其次,在传统反步法中引入指令滤波技术克服了“计算爆炸”问题,并设计误差补偿信号补偿滤波误差,以避免误差对跟踪性能的影响。最后,通过仿真结果验证了该方案能够保证系统在满足时变约束条件的前提下具有良好的跟踪效果。 (2)考虑了输入饱和对系统性能的影响,提出了自适应指令滤波抗饱和控制方案。首先,引入光滑函数逼近饱和非线性输入,从而避免了输入饱和对系统产生的不利影响。其次,构造四阶对数型时变障碍lyapunov函数来实现时变状态约束控制,利用模糊逻辑系统的逼近特性以及自适应技术来处理系统模型中的未知非线性函数。仿真和实验结果验证了该方案能够将控制输入以及系统状态限制在预定义的区域内,并实现良好的跟踪性能。 (3)在上述研究的基础上,为进一步提升系统的收敛性能,提出了固定时间指令滤波控制方案。首先,引入固定时间指令滤波器快速逼近虚拟控制律的导数。其次,基于指令滤波反步设计和固定时间理论,构造时变障碍lyapunov函数和包含分数次幂项的虚拟控制信号以及真实控制律来防止系统状态违反时变约束条件,并确保闭环系统的固定时间收敛。最后,基于随机固定时间相关理论对闭环系统进行了稳定性分析。仿真和实验结果验证了该方案的有效性。

关键词：永磁同步电动机指令滤波反步法随机扰动时变障碍lyapunov函数固定时间控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

时变状态约束随机系统的指令滤波事件触发输出反馈控制

时变状态约束随机系统的指令滤波事件触发输出反馈控制

引用

作者：司晨怡青岛大学

学位级别：硕士

在实际的工程应用中,被控系统往往具有复杂非线性、不确定性,并且通常会受到随机扰动的影响。同时,出于安全和特定性能考虑以及物理条件限制,系统需要在满足一定时变约束条件下稳定运行,这给控制器设计和分析带来了挑战。此外,传统的时... 详细信息

在实际的工程应用中,被控系统往往具有复杂非线性、不确定性,并且通常会受到随机扰动的影响。同时,出于安全和特定性能考虑以及物理条件限制,系统需要在满足一定时变约束条件下稳定运行,这给控制器设计和分析带来了挑战。此外,传统的时间触发控制策略由于在等间隔的时刻点上周期性地更新控制信号,会导致不必要的冗余信息被传输,进而造成有限网络资源的浪费。考虑到上述问题,本文围绕时变状态约束随机非线性系统的指令滤波事件触发输出反馈控制展开研究,研究成果如下: (1)针对具有时变对称状态约束的随机非线性系统,提出了指令滤波事件触发输出反馈控制方法。首先,构造模糊状态观测器估计了系统的不可测状态;其次,通过结合对称时变障碍lyapunov函数(Time-Varying Barrier lyapunov Function,TVBLF),指令滤波技术和误差补偿机制,解决了传统反步法中存在的“计算爆炸(Explosion of Complexity,EOC)”问题并且补偿了滤波误差,使被控系统在不违反时变对称约束的情况下具有更小的跟踪误差;最后,引入相对阈值事件触发机制节省通讯资源。仿真结果表明了所提出方法的有效性。 (2)针对具有时变非对称状态约束和输入饱和的随机非线性系统,提出了指令滤波事件触发输出反馈控制方法。首先,构造四阶非对称TVBLF将系统状态约束在时变非对称紧集中;其次,引入双曲正切函数逼近饱和非线性,从而获得光滑的系统输入。仿真结果说明了设计方法的可行性。 (3)针对具有时变非对称输出约束和输入饱和的随机非线性系统,提出了指令滤波事件触发有限时间输出反馈控制方法。首先,将有限时间控制(Finite-Time Control,FTC),非对称TVBLF和指令滤波反步法相结合,在保证系统输出不违反时变非对称约束的前提下提高的系统响应速度和跟踪精度;其次,设计了辅助系统来处理输入饱和的影响。仿真结果验证了所提方法的有效性。

关键词：随机非线性系统指令滤波反步法事件触发控制模糊状态观测器时变障碍lyapunov函数

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于命令滤波技术的几类不确定非线性系统的自适应神经网络反步控制研究

基于命令滤波技术的几类不确定非线性系统的自适应神经网络反步控...

引用

作者：李玉林渤海大学

学位级别：硕士

在现实世界中，通过数学建模建立的大部分实际控制系统本质上都是非线性的，且由于外部环境扰动、系统建模时的不精确、参数的不确定性等，具有一定程度的系统不确定性。在过去的半个多世纪中，自适应神经网络反步控制，作为最有效的控... 详细信息

在现实世界中，通过数学建模建立的大部分实际控制系统本质上都是非线性的，且由于外部环境扰动、系统建模时的不精确、参数的不确定性等，具有一定程度的系统不确定性。在过去的半个多世纪中，自适应神经网络反步控制，作为最有效的控制器设计方法之一，被广泛应用于解决各种不确定非线性系统的控制问题中。值得注意的是，在传统反步法框架下，控制器设计是一种递归的过程，在每一步中都对上一个子系统设计一个虚拟控制函数，这将会导致虚拟控制器的反复微分，也就是“复杂性爆炸”问题。因此，本文将在已有工作的基础上，利用命令滤波技术对几类不确定非线性系统的自适应神经网络反步控制中的“复杂度爆炸”问题进行进一步的研究。主要研究内容如下：　　（1）针对具有未建模动态的不确定严格反馈非线性系统，提出了一种自适应神经网络跟踪控制方案，首先，设计观测器以估计系统的不可测状态。然后，结合命令滤波技术设计了自适应神经网络反步控制器。与此同时，为了减轻滤波器误差对系统控制表现的影响，建立了一个补偿机制。在lyapunov稳定性理论下，基于小增益定理严格证明了闭环系统的输入-状态稳定性。最后，仿真实例表明，所设计的控制器可以保证闭环系统内全部信号保持有界，并且跟踪误差能够收敛到原点的一个小邻域内。　　（2）在第一部分结论的基础上，针对一类具有时变全状态约束和非对称输入饱和的不确定随机非线性系统，提出了一种自适应有限时间跟踪控制方案。其中，使用有限时间命令滤波器解决了由虚拟控制反复微分而产生的“复杂性爆炸”问题，然后，通过在反步过程中构造时变障碍lyapunov函数，使得所提出的控制方案不仅能够使系统输出在有限时间内跟踪参考信号，且所有状态都能保持在约束范围内。最后，基于随机有限时间稳定性理论，分析了闭环系统的依概率有限时间稳定性。并且通过仿真实例验证了所提出的控制策略的有效性。　　（3）我们在前两部分研究方法的基础上，针对一类具有全状态约束和死区输入的不确定分数阶非严格反馈非线性系统，提出了一种基于事件触发的自适应神经跟踪控制策略。通过采用分数阶命令滤波技术，避免了在反步过程中分数阶导数的迭代运算。同时，利用带有动态阈值的事件触发机制提高了控制信号的传输效率。该方法不仅实现了控制目标，而且是对整数阶非线性系统反步控制的进一步推广。数值仿真结果证明了该方法有效性。

关键词：不确定非线性系统自适应神经网络反步控制命令滤波误差补偿时变障碍lyapunov函数

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：