一种多幂次滑模趋近律设计与分析

针对传统滑模趋近律使系统存在抖振现象、收敛速度较慢及动态响应不平滑等问题,提出一种多幂次滑模趋近律.该趋近律通过三个幂次项系数在系统趋近过程不同阶段进行针对性地调节,使系统动态响应过程的收敛速度大幅度提高,且无抖振现象.理论验证了其存在性、可达性及稳定性,并详细推导了趋近速率及干扰稳定界.以航天器姿态机动控制系统为例,对比仿真结果表明该趋近律下,系统的动态过程有较大改善并消除了抖振,且在存在模型不确定性及外加干扰作用下,系统仍可较快地收敛到平衡点附近的邻域内.

基于燃料最优解的火星精确着陆制导策略研究

针对火星着陆任务高实时性和低燃耗的需求,提出了一种新的基于开环燃料最优解的精确着陆制导策略。通过分析开环燃料最优解特性,设计了利用发动机推力幅值切换处的状态作为路径点结合最优线性制导律进行分段制导的制导策略,在无需存储全部燃料最优轨迹的前提下,实现具有近燃料最优特性的着陆任务,节省了大量的存储空间。同时详细讨论了包括全局燃料最优解获取、路径点提取、路径点拟合等一系列关键问题,并通过典型火星着陆场景的大量数学仿真验证了所提出策略的可行性和优越性。

基于二阶滑模控制的飞行器姿态控制器

滑模变结构理论因其无需被控对象准确数学模型、抗干扰性强等特点被广泛应用于飞行器姿态控制系统中,但其最大的缺点为控制过程中产生的抖振现象。将飞行器姿态的数学模型分解为三个独立通道,分别设计了三通道的二阶滑模到达条件,并在此基础上设计了三通道控制器。经理论证明,所设计的到达条件具有稳定性及鲁棒性。经仿真验证,所设计的控制器对抖振现象有较强抑制作用,姿态跟踪过程平滑且快速,无超调量。此外,在系统存在外加干扰时,控制器仍能保持良好的控制效果。

一种离散系统滑模双幂次趋近律设计

在控制理论的研究中,离散系统的滑模变结构控制是控制理论所关注的重要问题,其中趋近律与控制器的设计直接影响系统稳定性及动态性能。为了解决传统趋近律存在系统抖振、动态过程过渡较慢等问题,提出一种基于神经网络的离散系统双幂次趋近律,并设计了相应滑模控制器。经理论证明,该趋近律可以有效抑制系统抖振、加快动态趋近速度并增强系统鲁棒性。通过与单幂次趋近律以及传统双幂次趋近律仿真对比,趋近律具有较快收敛速度并且系统在基于趋近律设计的控制器控制下,动态性能得到明显改善。

基于有限时间滤波控制的电机驱动系统结构/控制一体化设计

针对电机驱动系统进行了基于有限时间控制器的结构/控制一体化设计.针对电机驱动系统跟踪控制问题,采用有限时间收敛方法设计了跟踪控制器.考虑系统状态信息不可测的情况,设计了有限时间滤波控制器,在估计系统速度信息的同时实现了有限时间跟踪控制.为进一步提升系统控制性能,考虑结构与控制之间存在的耦合问题,对电机驱动系统进行结构/控制一体化设计.首先针对电机驱动系统设计了同时考虑结构优化和控制器优化的一体化性能指标.所设计一体化性能指标能够在满足控制性能要求的同时,得到所能驱动的最大负载.同时优化系统的结构参数与控制器参数能够使控制系统达到全局最优,从而取得良好的控制效果.随后,采用嵌套优化策略对电机驱动系统的一体化设计问题进行简化,采用自适应步长的布谷鸟搜索算法对控制器参数优化问题进行求解,得到了一体化最优解.通过数值仿真验证了所提方法的有效性.

极限思维在高中物理解题中的应用

极限思维法又被称为极点思维法,实际上是指在某一个空间领域之中,两个相关的量存在的变化关系.当其中一个量值发生改变时,在某一空间领域内,另一个量值也会发生变化,并且存在极限或极点.一、极限思维在高中物理解题中应用的意义在高中物理解题中应用极限思维法,可以有效地帮助学生明确题目的本质,通过对题干进行定位,对相对较难的问题进行极端化与简单化,来降低物理问题的难度,提升解题效率.