基于非线性动态逆的姿态跟踪控制

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一类不确定非线性系统基于SVR的Backstepping自适应跟踪控制

一类不确定非线性系统基于SVR的Backstepping自适应跟踪控制
第4 2卷 增- ( ) ? I l 】
21 0 2年 9月
东 南 大 学 学 报 (自然科 学版 )
J R L O OU H AS I R IY ( aua SineE io ) OU NA FS T E TUN VE ST N trl c c dt n e i
Vo. 142
Absr c :A n a a tv o ln a o to lri e eo e o b n n c t p i g tc n q e wih t e ta t d p i e n n i e rc nr le s d v l p d c m i i g ba kse p n e h i u t h


戈 = 贾) △ ) g( ) + g( + I ( + ( + “ △ 贾) d
y=
误差 、 存在未 知外 界 扰 动 等 控制 问题 时 , 果并 不 效 理想 . 。
为 弥补 传统 自适应 B c s p ig控 制 的 不足 , ak t pn e 解 决多 种不 确定 因素作 用 下 的非线 性 系 统 控 制 问 题 , 多学 者将 智 能控 制 方 法 引入 其 中. 别 是 随 诸 特 着神 经 网络的发 展 , 们利 用神经 网络 能够 以任 意 人 理想精 度 逼近平 滑非 线性 函数 的特性 , 系统未 知 对 不确 定性 进行逼 近 , 合 自适 应 B cs p ig控 制 结 akt p e n 方法 , 设计 具有 较 强鲁 棒 性 的 非线 性 控 制 器 , 得 取 了一 系列 研究成 果 ” . 同样 基于 “ ” 核 的学 习 方法 , 支持 向量 机 (u . sp p r vco cie S M )自 2 ot etrmahn , V 0世 纪 9 0年 代 由 Vank1 提 出 以来 , p i ] 4 理论 研究 和算 法 实 现 上 都 取 得 了突 破性进 展 . 同于神 经 网络 , 持 向量 机 建 不 支 立在 结构 风 险最 小 化 (t cua r kmii zt n, su trl i nmia o r s i S M) R 原则 基 础 之上 , 不存 在 “ 数 灾 难 ” “ 学 维 和 过 习” 问题 , 广 性 好 , 解 决 控 制 问题 上 也 取 得 了 推 在 较 大进 展 . 于神 经 网络 的 控 制方 法 与基 于支 基 持 向量 机 的控 制方 法 的主要不 同点 在于 , 前者 通过 调 节未 知 的网络互 联权值 来 实现参 数 的优化 , 而后 者 将状 态 向量序 列作 为未 知 参 数 向量 的一 部分 进 行 优 化 计 算 . 径 向 基 函数 (ail ai fn . 就 rda b s u c s t n R F 神经 网络而 言 , 隐层节 点数 目, 向基 i ,B ) o 其 径 函数 中心 和宽度 需要依 赖 于经验 进行设 定 , 而支持 向量机 则 在对偶 空 间 的优 化 计 算 过程 中 自动 确定 函数参 数 , 有更 强 的适 应性 . 具 本 文在 相关 研究基 础 上 , 针对 一类 不确 定非线 性 系 统 , 支 持 向量 回 归 (u p r vco c ie 将 sp ot etrmahn rges n S e rs o ,VR) B c s p ig控制 方法 相 结合 , i 与 akt pn e 基 于 B cs p i akt pn e g方法 构造镇 定控 制器 , 采用 S R V 逼 近系统 非线性 过程 不确 定项 , 引入 自适应 算法 调 节S VR权 值 , 最终 得 到 满 足 闭环 系统 全 局 渐 近 稳 定 的控制 器 . 过 对 典 型系 统 的 仿 真分 析 表 明 , 通 该 控制 方法 控制效 果 较好 , 具有 一定 的鲁棒 性 . 且

鲁棒控制原理及应用举例

鲁棒控制原理及应用举例

鲁棒控制原理及应用举例摘要:本文简述了鲁棒控制的由来及其发展历史,强调了鲁棒控制在现代控制系统中的重要性,解释了鲁棒控制、鲁棒性、鲁棒控制系统、鲁棒控制器的意义,介绍了鲁棒控制系统的分类以及其常用的设计方法,并对鲁棒控制的应用领域作了简单介绍,并举出实例。

关键词:鲁棒控制鲁棒性不确定性设计方法现代控制系统经典的控制系统设计方法要求有一个确定的数学模型。

在建立数学模型的过程中,往往要忽略许多不确定因素:如对同步轨道卫星的姿态进行控制时不考虑轨道运动的影响,对一个振动系统的控制过程中不考虑高阶模态的影响等。

但经过以上处理后得到的数学模型已经不能完全描述原来的物理系统,而仅仅是原系统的一种近似。

对许多要求不高的系统,这样的数学模型已经能够满足工程要求。

然而,对于一些精度和可靠性要求较高的系统,如导弹控制系统设计,若采用这种设计方法,就会浪费了大量的人力物力在反复计算数弹道、调整控制器参数以及反复试射上。

因此,为了解决不确定控制系统的设计问题,科学家们提出了鲁棒控制理论。

由于鲁棒控制器是针对系统工作的最坏情况而设计的,因此能适应所有其它工况,所以它是解决这类不确定系统控制问题的有力工具。

鲁棒控制(Robust Control)方面的研究始于20世纪50年代。

上世纪60年代,状态空间结构理论的形成,与最优控制、卡尔曼滤波以及分离性理论一起,使现代控制理论成了一个严密完整的体系。

随着现代控制理论的发展,从上世纪80年代以来,对控制系统的鲁棒性研究引起了众多学者的高度重视。

在过去的20年中,鲁棒控制一直是国际自控界的研究热点。

通常说一个反馈控制系统是鲁棒的,或者说一个反馈控制系统具有鲁棒性,就是指这个反馈控制系统在某一类特定的不确定性条件下具有使稳定性、渐进调节和动态特性保持不变的特性,即这一反馈控制系统具有承受这一类不确定性影响的能力。

设被控系统的数学模型属于集合D,如果系统的某些特性对于集合U中的每一对象都保持不变,则称系统具有鲁棒性。

基于增量式非线性动态逆的四旋翼无人机姿态控制

基于增量式非线性动态逆的四旋翼无人机姿态控制

Incremental Nonlinear Dynamics Inversion for Attitude Control of Quadrotor
Ning Dong, Lifeng Wang
Institute of Electrical and Control Engineering, North China University of Technology, Beijing Received: Aug. 16 , 2018; accepted: Aug. 30 , 2018; published: Sep. 6 , 2018
th th th
Abstract
In view of the attitude control of quadrotor, a controller based on Incremental Control and Nonlinear Dynamic Inversion (NDI) is designed to reduce the dependence of the traditional Dynamic Inversion control strategy on the model. Based on the Pixhawk open source control board, the angle and angular velocity control loop of the attitude control module is constructed by using the Nonlinear Dynamic Inversion (NDI) and Incremental Nonlinear Dynamic Inversion (INDI) control method. The stability and robustness of the nonlinear controller under external disturbances are verified through the software in the loop (SITL) simulation technology of PX4 firmware and Gazebo simulation software.

航天器相对姿态跟踪的非线性前馈控制

航天器相对姿态跟踪的非线性前馈控制

∞一[
∞ 叫] ,为航天 器相对 于惯性 系 的转动 角 速度 ;t t 分 别 为航 天 器所 受 的控 制 力 和 a
矩 和 干扰力矩 。
由于 MR : P 包含 3个参数 ,且 3个参数 之 间没 有 约束 ,可 以避 免求 解 复杂 的约束 方 程 ,并且 没有冗余 参数 ,同时还能够 减小奇 异性影 响 ,因此使 用 MR P描 述航 天器 本体 坐标 系 相对 于惯 性 坐 标 系的姿态 ,MRP是基 于刚体定 点转 动的欧 拉定理定 义 的 ,设 为有 限转 动轴 上的单 位矢量 , 为
跟踪误 差 快速收 敛到 零点 邻域 内。通 过 在 Malb Smuik环 境 下 对航 天 器相 对 姿 态跟 踪 t /i l a n
进 行数 值仿 真 ,验证 了建 立模 型和设 计控制 律 的有效 性 。
关 键词 修 正 罗德 里格 斯参数
拉 格 朗 日方程 非线性 控制 姿 态跟 踪
收 稿 日期 :2 1 21 。 收修 改稿 E期 :2 1 卜2 0 01—4 t 0 1o 1
主 垦窒 型 兰 堇
一 — —
21 O 1年 1 2月
z 轴 在赤道 面 内指 向春分 点 , i . 轴在赤 道平 面 内与 z 轴 垂直 并指 向东 , 轴与 X 、Y 轴 构 成右手 i i i 正 交坐标 系 ;航 天器本体 坐 标 系 O X Y z ( :原 点在 航 天 器质 心 Ob b b 分别 与航 天 b S ) ,X 、Y 、z 器 的惯性 主轴一 致 。
2 2 基 于 MR . P的相对 姿态动 力学方 程
航 天器 的欧拉 角姿态动 力学方 程为
J +∞XJ 南 r t= t o+ d= = () 1

基于非线性动态逆的弹道修正控制设计研究

基于非线性动态逆的弹道修正控制设计研究
曾耀 华 王 华。 韩 晶 王 义 宁 , , ,
( 1中北 大 学 机 电工 程 学 院 , 原 太 摘 005 ; 3 0 l 2北 京 航 空航 天 大 学 宇 航 学 院 , 京 1 0 8 ) 北 0 0 3 要 : 了 实 现 强 耦 合 的 非 线 性 二 维 弹道 修 正 方 程 解 耦 控 制 并 线 性 化 。 于 非 线 性 逆 系统 原 理 . 用 三 时 标 为 基 采
分离方法 , 考察系 统状态变量动态特性基 础上 , 离 系统为三 子系统 . 后分 别对各 子系统设 计逆控 制器 . 在 分 然
对 线 性 化 后 的 系统 基 于 I a u o p n v函数 法 设 计 线 性控 制 器 。最 后 通 过 Mal y t b仿 真 验 证 了 逆 系 统 方 法 的 有 效 a
Ke wo d : y a civ r in;tae tr o rcin;n nie rc n r l i -c l s p r t n y r s d n mi n e so rjco yc re to o l a o to ;t n mesae e a ai o
( Sc olofM e ha r is Engie rng. Nor h U n v r iy ofChi a, Tayua 00 Ch n 1 ho c ton c nei t iest n i n 03 5I, i a;
2 S h o fAsr n uis c o l to a tc ,BUAA .Be ig 1 0 8 o in 0 0 3.Chn ) j ia
aiig tesr n o p iga d n nie rtae t r ore t n e u t n . On te b sso h y tm t ts’d n mi c aa tr — r n h to g c u l n o l a rjco y c rci q ai s z n n o o h a i ft es se sa e y a c h rcei s

DDPG优化基于动态逆的飞行器姿态控制

DDPG优化基于动态逆的飞行器姿态控制

第37卷第7期计算机仿真2020年7月文章编号:1006 -9348 (2020)07 -0037 -07DDPG优化基于动态逆的飞行器姿态控制刘西,南英,谢如恒,张绍良(南京航空航天大学航天学院,江苏南京210016)摘要:针对某型高超声速飞行器,在无气动力作用的情况下,实现基于飞行器尾部的反作用力控制系统(RCS)的姿态控制。

首先对飞行器姿态动力学的非线性模型进行精确反馈线性化,获得相应的仿射非线性方程,根据姿态动力学特性将动态逆 控制律划分为快回路和慢回路以实现姿态控制。

由于尾部姿态发动机输出力矩为离散值的组合,与连续的指令力矩存在较 大误差,设计非线性干扰观测器对该误差以及其它干扰进行补偿。

针对控制参数严重影响控制效果的特点,在控制过程中 采用基于Actor-Critic结构的强化学习方法确定性深度策略梯度下降(DDPG)对控制参数进行动态优化,使控制满足外部干 扰下ITAE性能指标最优。

仿真结果表明,动态参数相对于常值参数有效改善了控制效果。

关键词:动态逆;非线性干扰观测器;强化学习;深度确定性策略梯度中图分类号:V212.1;V249. 1文献标识码:BDDPG Optimization Based on Dynamic Inverse of Aircraft Attitude Control LIU X i,NAN Ying,XIE Ru-heng,ZHANG Shao-liang(College of Astronautics,NUAA,Nanjing 210016)A B S T R A C T:Taking a certain type of hypersonic vehicles as the research object, the reaction control system (R C S)based on the t a i l of the a i r c r a f t was studied to realize the corresponding attitude control without aerodynamic force.Firstly, we linearly refined the nonlinear model of the a i r c r a f t attitude dynamics t o obtain the attitude a ffine nonlinear equation.According t o the attitude dynamics, the dynamic inverse control law can be divided i nto f a s t loop and slow loop t o realize control.Secondly, because the output torque of t a i l attitude engine i s the combination of discrete values and there i s a large error t o continuous command value, the nonlinear disturbance observer was designed t o compen­sate the error and other disturbances.Since the control parameters seriously a f f e c t the control effect, in order t o opti­mize T E A E performance index under external interference, the Deep Deterministic Policy Gradient (D D P G)method based on the structure of Actor-Critic was used in the control process.Numerical simulations show that the dynamic parameters have better effectiveness than constant parameters.K E Y W O R D S:Dynamic inverse;Nonlinear disturbance observer;Reinforcement learning;D D P Gl引言对于在临近空间80-120k m的高超声速飞行器,飞行过 程中空气稀薄且速压很低,气动舵面效率较低~ ,反作用力 控制系统(Reaction Control System,R C S)为姿态控制的主要 手段,常规反作用力控制系统为质量排出型推力器,通过喷 流的反作用力实现对姿态的调整U]。

航天器姿态控制中的非线性反演控制方法研究

航天器姿态控制中的非线性反演控制方法研究

航天器姿态控制中的非线性反演控制方法研究航天器姿态控制是航天器控制系统的重要组成部分,是指控制航天器在三维空间中的姿态,使其实现转移、定位、操纵等功能。

为了实现良好的姿态控制效果,现代航天器控制系统中一般采用PID控制器、模型预测控制器、模糊控制器等传统的线性控制算法。

然而,受到航天器非线性、时变、不确定性等因素的影响,这些线性控制算法常常无法胜任航天器姿态控制任务,从而需要更为高效、鲁棒的控制方法。

非线性反演控制方法是一种有效的控制方法,近年来在航天器姿态控制中得到了广泛研究和应用。

一、非线性反演控制基本原理非线性反演控制方法主要基于Lyapunov控制理论和模型前馈控制理论,通过不断得到系统状态和控制目标的微分方程,设计适当的反演控制律,实现对系统的控制。

这种控制方法主要分成两个步骤:首先利用传感器等手段获取系统状态量和控制目标量,利用计算机对其采集到的数据进行处理,并通过预测和仿真等手段建立系统的数学模型;然后根据Lyapunov控制理论和模型前馈控制理论的基本原理设计反演控制律,实现对系统的有效控制。

二、非线性反演控制方法的优点相对于传统的线性控制方法,非线性反演控制方法具有许多优点。

首先,它可以应对系统的复杂非线性和时变特性,提高控制的鲁棒性和稳定性;其次,它可以实现较高的动态性能和控制精度,避免控制误差和漂移,从而提高整个姿态控制系统的效率和可靠性;最后,它可以使控制系统更加灵活、可靠和适应多种复杂工况,为航天器的实际应用提供良好的保障。

三、非线性反演控制方法的应用前景随着航天技术和控制技术的不断发展,非线性反演控制方法在航天器姿态控制中的应用前景越来越广阔。

未来,随着控制算法和硬件设备的进一步优化,非线性反演控制方法将逐渐取代传统的线性控制方法,成为航天器姿态控制的主流方法。

同时,非线性反演控制方法也将走向更加深入和精细的水平,充分发挥其在复杂工况下的适应性和稳定性,为航天器的控制和运行提供更好的保障。

具有指定跟踪性能的非线性系统输出反馈动态面控制

具有指定跟踪性能的非线性系统输出反馈动态面控制
仿真结果验证 了所提方案的有效性。 关键 词:动态面控制 ;反推控制 ;神经网络 ;性能 函数 ;误差转换
1引 言
动态 面控 制( Dy n a mi c S u r f a c e C o n t r o 1 ) 是 近 年 来 控 制 领 域 的 研 究 热 点 之 一 。 由于 其 克 服 了 反 推 控 制
差 ,8 p ( t ) 限 定 了跟 踪动 态 的超 调量 ,最 大超 调量 为 8 p ( O ) 。
性 能 函数 p( t ) 可按 照如 下方 法选 取 :
p ( f ) = 【 p ( O ) - p ( o o ) ] e x p ( - c t 识
2 . 1问题 描 述
考虑 如下 形式 的不 确定 非线性 系统 : l = l x 2 + ( ) x 2 = 2 十 ( , x 2 )
: ・
支 :
. +
( , , …, 一 . )

( 1 )
f u n c t i o n a n d e r r o r ra t ns f o r ma t i o n re a e mp l o y e d , t h u s he t p r e - e s t a b l i s h e d c o n t r o l i n d e x e s o n o u t p u t s i g n a l s u c h a s r t a c k i n g s p e e d ,
假 定 系统( 1 ) 只 有输 出信 号 Y可 以测量 ,本文 的控 制 目标 是 :对 于任 意给 定 的参考 信 号 Y , ,设计 控 制输 入 “,使得 输 出 Y能够 以指定 的跟 踪 速度 、跟踪 误差 、超 调量 等控 制 指标 跟 踪参 考信 号 Y , , 同时确 保 闭环 系 统 的所有 信号有 界 。 记- 』 = , …, ] ,则 系统( 1 ) 可表 示为如 下紧凑 形式 :

基于反步法的欠驱动UUV空间目标跟踪非线性控制方法研究

基于反步法的欠驱动UUV空间目标跟踪非线性控制方法研究

基于反步法的欠驱动UUV空间目标跟踪非线性控制方法研究一、本文概述随着海洋资源的日益开发和利用,水下无人航行器(UUV,Unmanned Underwater Vehicle)在海洋探测、资源开采、环境监测等领域的应用日益广泛。

欠驱动UUV,即其运动控制中驱动装置数量少于所需独立控制运动模态数量的UUV,由于其结构简单、成本低廉等优点,成为了研究热点。

然而,欠驱动UUV的空间运动控制是一个复杂的非线性问题,尤其在执行空间目标跟踪任务时,需要解决动力学模型的复杂性、环境干扰、模型不确定性等难题。

针对上述问题,本文提出了一种基于反步法的欠驱动UUV空间目标跟踪非线性控制方法。

反步法是一种非线性控制设计方法,通过构造一系列递推的控制Lyapunov函数,将复杂的非线性系统分解为一系列易于处理的子系统,从而设计出使系统稳定且满足性能要求的控制器。

本文首先建立了欠驱动UUV的空间运动模型,然后利用反步法设计了非线性控制器,使得UUV能够准确跟踪空间目标。

本文的主要内容包括:对欠驱动UUV的空间运动模型进行详细描述,并分析其非线性特性和控制难点;介绍反步法的基本原理及其在非线性控制设计中的应用;然后,详细阐述基于反步法的欠驱动UUV 空间目标跟踪非线性控制器的设计过程,包括控制器的稳定性分析和性能验证;通过仿真实验验证所提控制方法的有效性,并与其他控制方法进行比较分析,展示其优越性和适用性。

本文的研究不仅对欠驱动UUV的空间运动控制具有重要的理论意义,而且对于推动UUV在海洋探测、资源开采等领域的实际应用具有积极的推动作用。

通过本文的研究,希望能够为欠驱动UUV的空间目标跟踪控制提供一种新的有效方法,并推动相关领域的进一步发展。

二、欠驱动UUV运动模型与空间目标跟踪问题描述欠驱动水下无人航行器(UUV)是一种在海洋环境中执行各种任务的自主或遥控设备。

与全驱动UUV相比,欠驱动UUV通常只配备有限的推进器和控制系统,使得其在水下运动中面临更多的挑战。

非线性控制算法在飞行器姿态控制中的应用研究

非线性控制算法在飞行器姿态控制中的应用研究

非线性控制算法在飞行器姿态控制中的应用研究随着近年来飞行器技术的不断发展和进步,航空工程领域对飞行器姿态控制的精度和效率要求越来越高。

飞行器姿态控制是指对飞行器在空中的姿态进行控制和调整,使其保持平稳飞行或变换飞行状态,以满足不同的应用需求。

而在实际应用中,非线性控制算法在飞行器姿态控制中已经得到了广泛的应用和研究。

一、非线性控制算法的优势首先,我们来简单介绍一下什么是非线性控制算法。

与传统的线性控制算法不同,非线性控制算法可以处理更加复杂的控制问题,对于非线性系统的控制效果有着明显的优势。

在飞行器姿态控制中,由于涉及到空气动力学等多个因素的影响,其控制系统往往是高度非线性的。

因此,非线性控制算法能够更好地适应和处理这种复杂情况。

此外,非线性控制算法还可以更好地掌握和处理飞行器的动态特性,尤其是在高速运动和快速调整飞行状态的情况下。

因为非线性控制算法可以将系统的非线性特性纳入考虑,并且对系统进行相应的调整和优化,使得系统在高负荷、高精度、高速度运动中也能够实现快速、准确的飞行动态控制。

二、非线性控制算法的应用接下来,我们来看一下非线性控制算法在飞行器姿态控制领域的具体应用。

1. 基于滑模控制的姿态控制滑模控制是一种常用的非线性控制算法,其通过设置滑模面,使得系统状态不断地在滑模面上变化,从而实现对系统的控制。

在飞行器姿态控制中,基于滑模控制的姿态控制算法可以有效地处理飞行器姿态变化过程中的噪声和干扰,保证控制系统的鲁棒性和稳定性。

2. 基于自适应反步控制的姿态控制自适应反步控制是一种基于模型参考控制的非线性控制算法,其可以自适应地调整和修正系统的控制误差,确保系统在不断变化的环境和状态下保持高效稳定的控制效果。

在飞行器姿态控制中,基于自适应反步控制的姿态控制算法可以更好地适应不同的飞行状态和环境,提高控制系统的实时响应性和鲁棒性。

3. 基于逆控制理论的姿态控制逆控制理论是一种用于处理非线性控制系统的理论框架,其通过建立逆模型和反馈控制策略,实现对系统姿态的精确控制。

无人机非线性动态逆控制器的设计研究

无人机非线性动态逆控制器的设计研究

·54·航天控制Aef蛰spaeeCo秘£¥lolOct。

2007Vol。

25。

瓣o。

5无人机非线性动态逆控制器的设计研究李怡勇沈怀荣装备指挥技术学院,北京101416攘要钎对珑代厄人机土采震尊线娅飞行控裁斡趋势,概述了动态逆方法麓发展、特点及应用。

结合无人机飞行控制特点。

基于奇异摄动原理,将无人机非线性运动方程分解为快慢不同的3个模态,采用动态逆方法设计了无人机非线牲状态逆控裁器,彷奏结暴表臻,番态逆控甍器能够较蛞堍实琨砖无人祝酶跟黥控制。

关键词无人机;非线性;飞行控制嚣;动态逆;中图分类号:V233.7+3;攀鹣9l。

8文蘸标浚码:矗文章编号:1006.3242(2007)05m054_04Gai珏-Sehed珏l讯gDes主鏊nofUAVFlig董曛Co贰roller己iYiyongShen}差llail.ong簟heAeadelnyofEquiplnentC。

mmand&7I’eehnology,Be鞯ingl】|。

14重6,ChinaAbslraetA溉i站g8£|娩£糟珏蠢招班s8,毫。

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鑫.Sim聪兹£赫拜煺一s珏纨i托di∞招琥船匆乃册疵iMe那幻玮∞n洳£拓rcanf御琵me抖f£r口蕊i粥cDn£roZ知,UAV韧e纪KeywordsU凡m凸nneda群r£以影e九ic如(UAV);舶nfine口r;Ff谵危#con£mf如r;Dynnm幻imJersfo件对予非线性系统,传统的控制设计程序是将过程模型线性化,然后再利用线性控制的方法。

非线性动态逆方法在飞行控制律设计中的应用_邓婷婷

非线性动态逆方法在飞行控制律设计中的应用_邓婷婷

珚 x 珚) d p f( 烄 烌 熿 燄 熿p f 燄 珔 珔 u =g ( x x 珚 d - f f) q q( f) 珔 r x 珚 d r( f f)
1 - r f
) ( 4
转角 、 航迹倾斜角 、 航 迹 方 位 角 、 滚 转 角 速 率 、 俯 仰 角 速 率 、 偏航 角 速 率 以 及 飞 机 的 三 轴 的 位 置 坐 标 ; 控 制 变 量 u = T [ δ δ δ e a r ] 共 3 个 , 分别为升降舵 、 副翼 、 和方向舵 。 直接应用动态逆控制方法 , 需要求全逆 , 要求控制量与 状
0 引言
现代战斗机飞行条件变化剧烈 , 各个控制通道之间相互 耦 合 , 是复杂的多变量时变非线性系统 。 传统的通过对模型小 扰 动线性化后再设计控制器的方法不再适用 。 要解决这些问题 需 要研究非线性的控制理论和方法 。 动态逆是研究最为广泛的 反 馈线性化 方 法 , 它 是 一 种 精 确 反 馈 线 性 化 方 法 , 在 超 机 动 飞 机 、 先进短距起飞 、 垂直着陆飞机等飞行控制系统的设计中 得
文献标识码 : A
控制技术

( ) 文章编号 : 1 6 7 1 4 5 9 8 2 0 1 3 0 5 1 2 3 6 0 4 V 2 4 9 . 1 - - - 中图分类号 :
8] 。考 态量数量相同 , 才能使系统分解成多个线性解耦子系统 [
1 珔 - 珚 式中 : x x r ( g f f )表 示 g f( f )的 右 逆 。 代 入 飞 机 方 程 可 知 , 式
燀 燅 燀 烆
燅 烎
( ) 使得飞机 快 变 量 的 输 出 值 就 是 输 入 动 态 逆 控 制 器 的 期 望 4 值 , 从而实现内回路的解耦和线性化 。 内回路的控制系统结 构 图如图 2非线性动态逆方法在飞行控制律设计中的应用

基于动态并行补偿的一类非线性动态系统的H_∞模糊跟踪控制

基于动态并行补偿的一类非线性动态系统的H_∞模糊跟踪控制

基于动态并行补偿的一类非线性动态系统的H_∞模糊跟踪控

姜海波;张天平;李红春
【期刊名称】《模糊系统与数学》
【年(卷),期】2006(20)2
【摘要】针对一类非线性动态系统,提出了一种H∞模糊跟踪控制器设计的新方案。

首先利用T-S模糊模型表示一类非线性动态系统。

然后基于DPDC(动态并行补偿)的基本思想设计控制器,使跟踪误差尽可能的小,并且对于任何有界参考输入,满足给定的H∞跟踪性能。

最后将控制器的设计问题转化为LM IP(线性矩阵不等式问题)。

仿真结果表明了本方法的有效性。

【总页数】7页(P133-139)
【关键词】非线性动态系统;T-S模糊模型;动态并行补偿;H∞跟踪控制
【作者】姜海波;张天平;李红春
【作者单位】扬州大学信息工程学院计算机系
【正文语种】中文
【中图分类】O231;TP273
【相关文献】
1.基于未建模动态补偿的一类MIMO非线性系统的自适应广义预测解耦切换控制[J], 张亚军;柴天佑;王宏;牛宏
2.基于T-S模糊模型非线性网络控制系统改进H_∞跟踪控制 [J], 肖会芹;何勇;吴敏;肖伸平
3.一类非线性动态系统的混合H_2/H_∞模糊输出反馈跟踪控制 [J], 姜海波;张天平;陈晶
4.基于观测器的一类非仿射非线性系统的自适应神经网络H_∞跟踪控制 [J], 胡慧;刘国荣;郭鹏;王灿
5.基于模糊观测器T-S模型和自适应模糊逻辑系统的一类非线性系统的H_∞控制[J], 杜贞斌;胡寿松
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基于非线性动态逆滑模的纵向着舰系统设计

基于非线性动态逆滑模的纵向着舰系统设计

基于非线性动态逆滑模的纵向着舰系统设计朱齐丹;孟雪;张智【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2014(000)010【摘要】Accidents usually happen during aircraft carrier approaches and landings,most of which are due to poor control of aircraft verticaltrack.Therefore,aimed at the nonlinear dynamics model of the aircraft and considering the influence of airwake disturbance during the landing process,a sliding mode control system based on the nonlinear dynamic inversion algorithm is proposed for the design of three control loops in the longitudinal carrier landing system,to solve the problem of precise control of flight path,and it is tested for the ability of trajectoryadjustment.Simulation results show that the designed system has strong robustness and rapidly tracking capability,improves the accuracy of landing flight path,reduces the glide slope error,and meets the U.S.Navy security landing requirements.%通常发生的舰载机进舰着舰事故中,大多数是由于舰载机纵向航迹控制不好导致的。

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( .C l g f o p t , i a e h o gcl nv r t ,X ’ n S a x 7 0 3 ,C ia 1 o e eo m ue X ’ nT c n l i ies y ia h n i 1 0 2 hn ; l C r o aU i
所 有 的线 性 系 统 的 控 制 方 法 就 能 应 用 … 。 正 是 基 于 这 个 优
关 键 词 : 态 逆 ; 动 力 飞 行 器 ; 棒 控 制 ; 线 性 系统 动 无 鲁 非 中图 分 类 号 :P 9 .5T 7 3 T 3 17 N 1 文 献 标 识 码 : A
Atiu a ki g Co t o s d O n No lne r Dy a i n e so tt de Tr c n n r lBa e n i a n m c I v r in
第2卷 第3 7 期
文 章 编 号 :0 6—9 4 (0 0 0 10 3 8 2 1 ) 3—05 0 0 1— 5



仿

21年3 00 月
基 于 非 线 性 动 态 逆 的 姿 态 跟 踪 控 制
闫谦 时 刘 智平 毕 , , 磊
( .西安工业大学计算机 学院 , 1 陕西 西安 7 0 3 2 10 2;.陕西省计量科学研究 院, 陕西 西安 7 04 ) 10 8 摘要 : 当遇到非线性系统 时可 以利用传统 的控 制策 略将其 转化为线性系统进行处理 , 但是当系统的非线性度很 高的时候 , 传

 ̄e d e om i l to smu a in.
K EYW O RD S: n m i n e so Dy a c i v rin; Un o r d fyng v h ce; Ro s o to p wee i e il l bu tc n rl;No ln a y tm n ie rs se
a s se i h g l o y tm s ih y n n—l e r r dt n lc nr ls a e y i s l s . ,T ov i p o lm n t ea e f ih o — i a ,ta i o a o t t tg su ee s n i o r o s le t s r b e i r a o g t n h h l f c
2 hn i rv c l ntueo Merl y X ’nS ax 10 8 hn ) .S ax Poi i stt f t o , ia h ni 04 ,C ia n : n — ln a y tm sc n b r nsae n o a ln a y t m t r d to a o r lsr tgis,b twhe No ie rs se a e ta l td i t i e rs se wih ta ii n lc nto ta e e u n
统 的控 制 策 略 就 无 能 为 力 了 , 了在 飞行 控 制 领域 解 决 上 述 问 题 , 入 了动 态 逆 控 制 方 法 。首 先 确 定 一 种 非 线 性 动 态 逆 控 为 引 制 规 律 在 飞 行 器 上 的应 用 , 同时 考 虑 到 了惯 性 参 数 的 不确 定 性 和 气 动 力 矩 的 不 确 定 性 , 际 是 一 种 非 线 性 的 时 变 系 统 , 了 实 为 改 善 全 局 稳 定 性 , 以通 过 六 自由度 的仿 真 保 证 系 统 稳定 , 明 控 制 规 律 的 有 效 性 。 可 证
l 引 言
非 线 性 控 制 系 统 的 概 念 提 出 已 经 几 十 年 了 , 态 逆 控 制 动 的 目的是 当要 将 原 非 线 性 系 统 线 性 化 时 可 以通 过 给 原 非 线 性 系统 构 建一 个 非 线 性 控 制 输 入 使 其 线 性 化 , 性 化 之 后 , 线
to ,a meho fdy a i nv r in c nto si to c d i h sp pe . Fisl r l t d o n m c i eso o r li nr du e n t i a r rty,ano lne rd na c i v ri n c n rl n i a y mi n e so o to lw s p e ene o p we e yngv hil a i r s td frun o r d f i e ce,me n ie i ri n e ti t nd a r d n m i men c rant r l a wh l ne ta u c ra n y a e o y a c mo tun e i y a e t tke no c n ie ai n S c n y,t e i l o li o lne ran i — v r i g s se ,t lu tai n o h a n i t o sd r to . e o dl hev h ce m de sa n n i a d tme ay n y tm heil sr to ft e go a t blt n lss i i e lb lsa iiy a ay i s gv n. Fi ly,t a i t ft r p s d c nr llw s d mo ta e y sx —de r e —o nal hev ldi o he p o o e o to a i e nsr t d b i y ge f
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