考虑传感器故障的柔性航天器自适应积分滑模主动容错控制

针对考虑传感器故障的柔性航天器姿态系统,提出了一种主动容错控制方法.首先,通过对测量输出进行滤波,将传感器故障转化为执行器故障形式;接着,设计一个基于未知输入观测器的自适应故障估计观测器,对未知故障进行辨识,同时,采用了一个故障检测观测器,对故障的发生进行检测;然后,利用故障估计信号对系统输出进行调节,结合自适应积分滑模和线性矩阵不等式技术设计输出反馈容错控制器;最后,对所设计的主动容错控制方法进行仿真,验证了所提方法的有效性.

工业4.0背景下高校自动化专业教学改革探析

高校教学环节对学生综合素质具有较大影响,提升专业课程与实践教学环节设置,能够有效提高学生的问题解决能力以及实际操作能力,以培养更加适应社会的专业技术人才,这也符合社会对于高等教育的客观要求。从工业4.0背景下自动化专业面临的困境出发,提出工业4.0背景下高校自动化专业教学改革的策略,以达到提升大学生“工业4.0”背景下竞争力的目的。

航天器编队系统相对位置自适应分布式控制

针对具有参数不确定性以及外部扰动的航天器编队飞行队形跟踪控制问题,基于反步控制策略提出了一种能够实现控制有界的自适应编队控制方法。首先建立航天器相对运动的非线性动力学方程,在不考虑外部干扰情况下,利用饱和函数设计了输入有界的自适应协同控制器;之后进一步考虑存在外部干扰的情况,通过估计扰动上界设计了鲁棒自适应协同控制器,并且采用Lyapunov稳定性分析方法证明了控制系统的稳定性。数值仿真结果表明,提出的控制方法能够满足控制受限并实现航天器队形的协同控制,同时在大约100 s误差收敛到0附近,队形跟踪和队形保持的稳态误差分别小于0.002 m和0.005 m。

Fault Tolerant Control Scheme Design for Formation Flight Control System of Multiple Unmanned Aerial Vehicles

The command tracking problem of formation flight control system(FFCS)for multiple unmanned aerial vehicles(UAVs)with sensor faults is discussed.And the objective of the addressed control problem is to design a robust fault tolerant tracking controller such that,for the disturbances and sensor faults,the closed-loop system is asymptotically stable with a given disturbance attenuation level.A robust fault tolerant tracking control scheme,combining an observer with H∞ performance,is proposed.Furthermore,it is proved that the designed controller can guarantee asymptotic stability of FFCS despite sensor faults.Finally,a simulation of two UAV formations is employed to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.

基于小脑模型关节控制器的无人机集群快速终端滑模容错控制

针对受执行器故障和外界干扰影响的集群无人机(UAV)协同编队控制问题,提出了一种自适应快速非奇异积分滑模(FNISM)容错控制(FTC)方法。为使集群无人机在执行任务时具有良好的协同跟踪性能,通过对无人机实际飞行情况的分析,考虑了无人机编队飞行时的执行器故障和尾涡扰动等对跟踪性能的不利影响。采用小脑模型关节控制器神经网络(CMANN)来估计并消除外部干扰的影响,同时运用CMANN逼近补偿执行器故障。研究表明:所提出的容错控制方案可以保证无人机编队闭环系统在故障情况下的最终一致有界稳定,并且可以通过减小滑模设计参数提高收敛速度,通过增大虚拟和实际控制器参数提高控制精度。4架无人机的集群编队在该方法、基于径向基神经网络(RBFNN)的鲁棒动态面容错控制、比例微分(PD)滑模容错控制3种方法下的对比仿真结果表明该方法在无人机集群编队出现故障时具有更优异的协同控制性能。