基于反馈增益反步法欠驱动无人水下航行器三维路径跟踪控制

针对欠驱动无人水下航行器的三维空间路径跟踪控制问题.基于虚拟向导建立载体坐标系下的三维路径跟踪运动学误差模型,首先设计跟踪误差反馈增益形式的线性控制项镇定位置跟踪系统,避免计算虚拟控制量导数的复杂形式;然后基于反步法设计动力学控制器,通过合理的选择控制器参数消除了部分非线性项,简化了虚拟控制量的形式,同时避免了采用传统反步法设计控制器时存在的奇异值问题,基于李雅普诺夫稳定性理论设计鲁棒反馈补偿项,保证了闭环跟踪误差系统状态的一致最终有界.仿真实验表明本文设计控制器能够精确跟踪三维曲线路径,并对外界干扰具有较好的鲁棒性.

具有PID反馈增益的自主水下航行器反步法变深控制

本文针对海底地形测绘时自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)的变深控制问题,提出具有PID增益调节的AUV深度控制方法,基于反馈增益的反步法设计控制器,避免了采用传统反步法导致控制器中存在虚拟控制量的高阶导数问题;基于李雅普诺夫稳定性理论设计控制器参数消除了部分非线性项,得到的控制器的线性部分为状态变量的线性组合,具有PID控制器参数调节的形式;针对存在建模不精确、外界干扰和测量噪声时的闭环系统鲁棒性进行分析,保证了误差系统在扰动作用时的一致最终有界性.最后通过仿真实验验证了本文设计的控制器的有效性.

基于反馈增益反步法的非完整约束移动机器人路径跟踪控制

为实现非完整约束轮式机器人的路径跟踪控制,采用虚拟向导方法建立跟踪误差方程,基于李亚普诺夫稳定性理论,设计了一种基于反馈增益的反步法控制器,既能通过控制反馈增益的调节补偿机器人动态误差模型中的非线性项对系统的影响,又能避免传统反步法控制器中存在虚拟控制的高阶导数的问题。仿真结果表明:设计的控制器参数易于调节,可实现轮式移动机器人对任意曲线路径的精确跟踪。

基于反馈增益重构的传感器主动容错控制

针对磁浮列车的加速度计故障,设计基于状态反馈增益重构的主动容错控制策略。当系统的加速度计反馈回路失效后,按照设定准则,修改其他完好反馈回路的增益,使得完好的反馈回路能够对加速度计失效回路进行补偿。当加速度计失效时,根据故障诊断系统提供的故障定位信息,实时切换到离线设计好的状态重构控制律,从而对内环单个传感器故障实现容错。仿真表明了该方法的有效性。

格网坐标系下自适应反馈增益阻尼方法

针对格网坐标系下传统阻尼网络参数选择的复杂性和固定性的问题,以及考虑到外速度阻尼时外界速度的有效性,提出了一种自适应反馈增益阻尼方法。首先,设计了一种新的反馈增益阻尼回路。再引入自适应滤波评估外速度信息,从而实时求解阻尼回路反馈增益,使反馈增益具有自适应性,实现阻尼系统周期震荡误差的同时抑制系统超调。最后仿真实验表明,所提出的自适应反馈增益阻尼方法加快了惯导系统误差的收敛速度,能够自主进行不同阻尼状态间的优化切换,而且比传统外速度水平阻尼误差超调量减小了15%,提高了舰船在极区航行时的导航性能。

低反馈增益矩阵的求取方法

本文讨论由闭环系统期望的极点配置来确定反馈增益矩阵,以及低反馈增益矩阵的求取方法.

振动抑制智能结构中智能材料配置和反馈增益的同时优化

针对空间挠性结构的振动抑制问题 ,提出一种对智能材料执行器 /敏感器配置 (包括位置和尺寸 )和反馈增益同时优化的新设计方法。在系统动力学模型和优化指标中 ,考虑了智能材料对被控结构的质量和刚度特性的影响 。

计算状态可变反馈增益的新算法

提出了一种状态可变反馈增益的新算法,这种算法改进了一般状态反馈控制器的设计方法。

Van der Pol振动系统同步时间与反馈增益的关系

在受迫Van der Pol振动系统的近似解的基础上,获得驱动系统的虚拟轨线.将虚拟轨线代入驱动-响应振动系统的近似误差方程,再用多尺度法求得同步时间关于反馈增益的分析表达式,并且将数值与分析结果进行比较表明:用该方法求得的同步时间与反馈增益的关系和数值模拟结果相当一致.这方法也适用于研究自激Van der Pol振动系统.

梁振动边界反馈的最优反馈增益的数值解(英文)

本文用 Legendre谱方法估计一端固定 ,一端加弯矩耗散线性反馈的梁振动的闭环系统使能量最快衰减的最优反馈增益 .我们给出了数值产生的图形结果 .通过比较发现另一种非耗散的线性反馈在最优反馈增益下比相应的耗散线性反馈有更好的衰减率 .

具有反馈增益约束的线性调节器设计

本文提出了一种工程设计中应用较为方便的线性二次型最优调节器设计方法。通过分析单输入连续系统开环和闭环特征多项式与加权矩阵的关系,可以很容易得到一个既满足希望动态性能要求,又使反馈增益尽司能小的最优控制系统。最后,用一个算例说明该方法的可行性,并和已有的方法进行了比较。结果表明,这种方法是一种简单、适用的新方法。

高超声速飞行器指定时间时变高增益反馈跟踪控制

研究了高超声速飞行器控制通道存在未知环境干扰时的指定时间跟踪控制问题.基于高超声速飞行器的输入输出线性化模型,借助参量Lyapunov方程的一些性质,设计一种光滑、有界的时变高增益控制律.相比于现有的高超声速飞行器有限/固定时间控制方法,该算法不会出现抖振现象,同时收敛时间不依赖于初始状态且可以事先设定.当高超声速飞行器存在未知的有界环境匹配干扰时,该控制器能使高度和速度在指定时间跟踪上参考信号.仿真结果验证了方法的有效性.

感应电机全阶磁链观测器反馈矩阵增益研究

基于自适应全阶磁链观测器的感应电机无编码器矢量控制技术在工业电气传动领域获得广泛应用,其反馈矩阵增益对于提高感应电机控制性能至关重要。根据速度估算系统的稳定性条件推导出反馈增益设计要求,获得特定的反馈增益以保证系统的完全稳定性。在DSP控制平台上通过欧拉法对全阶磁链观测器进行离散化,利用7.5 kW的感应电机对拖机组对推导的反馈增益有效性进行了实验验证。结果表明,该速度估算系统能保证电机在全调速范围内稳定运行。

基于反馈增益的AUV稳定神经网络反步变深控制

为解决自主水下航行器的变深控制问题,提出一种基于反馈增益的反步控制方法.首先,通过设计控制器参数消除部分非线性项,在保证系统稳定性的同时设计神经网络控制器来补偿纵倾运动中的模型不确定性;然后,通过自适应鲁棒控制器对神经网络的逼近误差予以消除,以加快神经网络的收敛学习速度,神经网络权值和逼近误差估计的学习律可由李雅普诺夫稳定性理论推导得出,保证了闭环系统的一致最终有界性;最后,通过仿真实验验证了所提出方法的有效性.

时滞状态反馈控制系统的稳定性增益区域

研究了一阶时滞微分方程的状态反馈P控制、PI控制问题,目的是确定反馈增益的范围使得系统的平衡态是渐近稳定的.对P控制状态反馈控制模型,利用Lambert W函数的主分支给出了确定反馈增益的显式判据以及系统的最优反馈增益;在PI状态反馈控制模型中,运用稳定性切换原理并结合D-划分法确定了在反馈增益平面上系统的稳定性区域,并利用Lambert W函数采用数值方法给出了系统的最优增益曲线.和现有方法相比较,本文方法更直观、计算更简单.

基于增益调度的结构振动分布式反馈控制

使用多传感器和驱动器控制简支板的振动。传感器和驱动器局部连接组成独立的闭环。在仿真中分别采用了点力驱动器和压电陶瓷驱动器。以极小化系统的总动能为目标,使用同步扰动方法对结构振动的分布式反馈增益进行最优调度。仿真结果表明,所提出的方法可以有效地抑制结构振动。

纯增益反馈控制律在MF模型中的应用研究

给出蒙代尔—弗莱明模型的动态表述,并证明蒙代尔—弗莱明模型的动态系统具有能控性、能达性、能观性等结构特征.在蒙代尔—弗莱明模型动态系统的基础上对开放经济条件下宏观经济模型的供需均衡问题转化为宏观经济政策的控制律设计问题,得出开放经济条件下宏观经济政策的纯增益反馈控制律的解析解并且对控制律的解析解的政策含义作出阐述.本文提出的方法对开放经济条件下的宏观经济系统具有较大的应用价值,并且能为有关决策层制定宏观经济调控政策和进行宏观经济系统的分析提供了新的方法与思路.

机器人多胞变增益输出反馈H_∞控制

针对n类关节的刚性机器人,提出一种设计包含极点配置的多胞变增益输出反馈H∞控制器的新方法.利用平衡族附近的线性化,机器人系统可化为一关于平衡族的连续线性变参数系统,通过引入滤波器得到易于设计变增益控制器的增广对象,并将其凸分解为多胞表示,基于二次D 稳定和二次H∞性能概念,利用多胞特性将整个控制器设计转化为对胞体顶点控制器的设计,然后利用LMI方法,对多胞的各顶点分别设计满足H∞性能和动态特性的输出反馈控制器,最后综合顶点控制器得到具有同样多胞结构的全局连续变增益控制器.实验结果验证了此控制器的有效性和先进性.

基于保H_∞性能插值的变增益输出反馈控制

针对线性变参数系统 ,基于保H∞ 性能插值设计一种无需变参数变化率反馈的变增益输出反馈控制器 .在将控制器设计转化为关于参数矩阵的LMI问题后 ,基于“H∞ 性能覆盖”的概念给出了划分变参数集的充分条件 ,并将变参数集划分为若干充分小的子集 ,对各子集寻找满足要求的常数矩阵并利用插值来得到所要求的连续参数矩阵 .此控制器消除了变参数变化率反馈并通过对变参数变化率上界的限制降低了控制器设计的保守性 .实验结果验证了其有效性 .

基于增益负反馈的COIL自脉冲方法

针对超音速化学氧碘激光器增益介质的横流特性,设计了具有增益负反馈的光学谐振腔结构,通过化学反应的超音速流场和光场的耦合仿真,根据具体的激光器运行参数,论证了这种结构实现自脉冲激光的可行性。结果表明：振荡激光在增益区上游放大次数越多,对上游增益介质能量提取能力越强,脉冲调制作用越显著。采用激光光斑缩束再放大的结构设计,脉冲激光的峰值功率提高10~20倍,从理论上证明了增益负反馈的调制方法能够实现横流激光器脉冲激光输出。