极坐标系下的欠驱动无人艇分块反步镇定控制

针对非对称欠驱动无人艇的镇定控制问题,提出了基于极坐标系的一类多输入多输出分块反步法,设计了一种漂角极坐标系作为艇体的动坐标系,以极坐标系代替直角坐标系作为大地坐标系,将漂角、艏向角与极角融合处理,获得了极坐标系下无人艇水平面运动的运动学和动力学方程,使直角坐标系下的欠驱动问题简化为极坐标系下的全驱动问题。结合李亚普诺夫稳定性理论和反步法设计了一种极坐标系下的多输入多输出分块反步镇定控制律,实现了非对称欠驱动无人艇的镇定控制。在实验室半物理仿真平台下,以某长度为1.2m、质量为17.5kg的无人艇模型为实例进行镇定控制仿真试验,对比分析了分块反步镇定控制算法与传统基于对称模型的反步控制算法的控制结果。分析结果表明:分块反步镇定控制算法的位姿收敛速度提高了约10s,位置和艏向角镇定误差分别降低了约0.3m和10°,线速度和角速度超调量分别降低了约0.6m·s-1和2rad·s-1,因此,基于非对称模型的极坐标系下欠驱动分块反步法具有较大的可靠性、稳定性和精确性。

考虑攻角约束的导弹制导控制一体化设计

针对制导与控制一体化系统,考虑目标机动、导弹参数摄动和导弹攻角约束等问题,提出了一种具有攻角约束的复合制导方法。首先,针对二维制导问题建立制导与控制一体化系统,将目标机动和导弹中存在的参数摄动作为集总扰动,利用广义比例积分观测器对相应的扰动信息进行观测估计。然后,利用惩罚机制和分块反步法的设计思想,将扰动的观测信息进一步融入到控制器的设计过程中进行前馈补偿,最终实现了攻角约束下的精确制导。最后,进行数值仿真,验证了所提出的控制方案的有效性。