1 徐州徐工汽车制造有限公司, 江苏 徐州 221000
2 江苏科技大学电子信息学院, 江苏 镇江 212000
为解决欠驱动AUV轨迹跟踪中系统收敛速度慢、易发散、模型不确定等问题, 提出了一种有限时间和降阶状态观测器双环闭合的运动控制策略。根据时间尺度原理分为位置控制环和姿态控制环, 位置控制环使用有限时间控制方法来加快位置量的收敛速度; 姿态控制环采用基于降阶扩张状态观测器的动态积分滑模来实现对姿态角的快速收敛和补偿混合不确定项。在三维仿真环境下模拟AUV轨迹跟踪的控制效果, 通过仿真结果可看出: 所设计的控制器在收敛速度、控制精度、鲁棒性及跟踪效果方面均高于常见的轨迹跟踪器, 能较好地满足欠驱动AUV的轨迹跟踪控制需要。
轨迹跟踪控制 有限时间控制 降阶扩张状态观测器 AUV AUV trajectory tracking control limited time control reduced-order extended state observer
1 南京信息工程大学滨江学院, 江苏 无锡 214000
2 南京航空航天大学机电学院, 南京 210000
为了解决四旋翼飞行器轨迹跟踪中状态量收敛速度慢、易发散等问题, 提出了一种双环混合有限时间控制策略。根据Newton-Euler方程推导出四旋翼的动力学模型, 再根据时间尺度原理将其分为内外两个控制环。外环采用有限时间控制策略来加快三轴位置量与偏航角的收敛速度; 内环采用快速非奇异终端滑模控制技术来实现姿态角的快速收敛。搭建了四旋翼的虚拟样机, 在三维仿真环境下模拟其轨迹跟踪控制效果。由仿真结果可知: 与其他两种常见的控制器相比, 所设计的控制器的控制精度、鲁棒性以及跟踪效果均最好, 并且能较好地满足四旋翼轨迹跟踪控制的需求。
四旋翼飞行器 有限时间控制 终端滑模控制 轨迹跟踪 虚拟样机 quadrotor aircraft finite time control terminal sliding mode control trajectory tracking virtual prototype
针对具有输入饱和及输出约束的非线性纯反馈系统, 提出了有限时间自适应神经跟踪控制方法。利用有限时间控制理论、Barrier Lyapunov 函数以及径向基函数(RBF)神经网络设计出新颖的虚拟和实际输入信号, 解决了具有输入饱和及输出约束的非线性纯反馈系统的有限时间控制问题, 同时, 确保系统在满足输入饱和及输出约束的条件下, 系统的输出在有限时间内跟踪上参考信号, 并且系统的跟踪误差在有限时间内被限制在原点的小邻域内。最后, 仿真实验阐明了所设计控制器的有效性。
有限时间控制 Barrier Lyapunov函数 输入饱和 输出约束 finite-time control Barrier Lyapunov function input saturation output constraints
采用常规方法建立的雷达与干扰信号级仿真系统, 存在系统难以扩展、仿真效率低的问题。针对该问题, 从3个方面提出了改进方法: 一是雷达和干扰机之间交互内容使用各自发射端的信号, 代替到达对方接收机的信号; 二是雷达提前一个周期公布发射信号, 并延后一个周期处理信号; 三是相互间传递信号描述字而非数字信号。然后, 分析了仿真步长、时间前瞻量的参数设置问题。最后, 通过仿真实验, 验证了改进方法的有效性。改进方法减少了雷达与干扰机之间的依赖性和交互次数, 节省了网络开销, 有利于提高系统的可扩展性和仿真效率。
不确定非线性系统 有限时间控制 输入受限 控制器分段 uncertain nonlinear system finite-time control input constraight segmentation of controller
1 四川大学,成都 610065
2 成都信息工程大学,成都 610225
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。
非线性系统 有限时间控制 输入受限 控制器分段 高阶非匹配不确定 nonlinear system finite-time control input constraints controller segment high-order mismatched uncertainty
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。
导弹三维导引律 李雅普诺夫稳定 非线性 有限时间控制 停息时间 three-dimensional guidance law Lyapunov stability nonlinearity finite-time control settling time
