一种基于平方和优化的飞行器大角度机动镇定控制器设计方法

采用修正的Rodrigues参数(MRP),建立了飞行器姿态控制系统的数学模型;利用刚体姿态动力学方程和运动学方程建立了带有转动惯量体坐标系各轴间耦合量的非线性控制系统模型;在镇定控制器设计中,用消去法建立了控制器与Lyapunov函数之间的关系,减少了在迭代算法求解过程中的迭代次数,提出了基于平方和(SOS)方法的一种新的设计方法。仿真结果表明,用这种方法设计镇定控制器简化了设计过程,并且控制器具有较快的响应速度和较好的收敛性。

基于平方和优化的飞行器大角度姿态机动保性能控制器设计

研究飞行器大角度姿态机动状态反馈保性能控制器设计问题。采用修正的Rodrigues参数建立了飞行器姿态控制运动模型,将非线性的飞行器姿态系统模型转化为线性参数可变模型(LPV模型)。将平方和优化技术和Lyapunov理论相结合,给出了飞行器大角度姿态机动保性能控制器设计方法。仿真结果表明了所提方法的有效性。

基于平方和优化的多项式模糊系统H_∞控制

提出一种基于平方和(SOS)优化的多项式模糊系统H∞状态反馈控制器设计方法。运用Lyapunov方法和多项式平方和分解技术,提出一种多项式模糊系统H∞性能准则,基于该性能准则,推导出多项式模糊系统H∞状态反馈控制器存在的充分条件;并进一步将控制器设计问题转化为具有平方和多项式约束的参数优化问题。理论分析和仿真结果表明了所提方法的有效性。

基于平方和优化的飞行器大角度机动LPV控制器设计方法

采用修正的Rodrigues参数(MRP)建立了飞行器姿态控制的数学模型,将非线性的飞行器姿态控制系统模型转化为线性参数可变模型(LPV模型),避免了四元数法带来的复杂计算量。针对Lyapunov函数V=xTP(x)x中含有多项式参数矩阵P(x)的非线性系统,提出了一套利用平方和优化技术和Lyapunov理论进行正定判定的方案和镇定控制器设计方法。仿真结果表明,设计方法有效解决了此类系统控制器设计问题,控制器具有较快的响应速度和较好的稳定性。

不确定平方和凸多项式优化的SDP松弛与鲁棒鞍点刻画

考虑一类带不确定参数的平方和凸多项式优化问题.首先,借助鲁棒优化方法给出该不确定平方和凸多项式优化问题的鲁棒对等优化模型;然后,借助一类鲁棒型特征锥约束规格,建立该优化问题的精确半正定规划(SDP)松弛问题;最后,引入该不确定平方和凸多项式优化问题的Langrange函数,并借助平方和条件给出该不确定平方和凸多项式优化问题的鲁棒鞍点定理.

有向拓扑结构下复杂网络系统的同步验证

研究了具有非线性耦合的复杂网络系统的同步验证问题.基于一般的非二次型Lyapunov函数,建立了保守性更弱的有向拓扑结构下的非线性网络系统的同步判据.对于多项式网络系统,将可同步问题转化为平方和优化问题,由此来高效地求解高阶的多项式Lyapunov函数.求解平方和优化问题隶属于凸优化框架,因此可以在多项式时间内自动地实现系统的同步验证.最后,通过一个数值仿真实例验证了理论结果的有效性,同时说明了所提出的方法可以使用一个较小的耦合强度下界来确保同步实现.

空间飞行器大角度姿态机动优化控制

提出一种基于平方和优化的空间飞行器大角度姿态机动最优保性能控制方法.采用修正Rodrigues参数描述卫星的姿态运动,并将飞行器姿态运动方程转化为线性参数可变(LPV)系统.在分析系统性能指标的基础上,运用Lyapunov方法和平方与优化技术,推导出状态反馈保性能控制器存在的充分条件,并将飞行器大角度姿态机动最优保性能控制器设计问题转化为一个具有平方和约束的参数优化问题.对某卫星大角度姿态机动控制的仿真结果表明了所述方法的有效性.

具有非匹配扰动的非线性变参数系统模型参考跟踪控制

本文研究了一类含有非匹配扰动的非线性变参数系统的跟踪控制问题.首先,设计非线性扰动观测器用于估计系统所受到的未知扰动.其次,在前馈–反馈跟踪控制器中引入扰动补偿控制项,提出一种基于扰动观测器的跟踪控制策略.利用依赖于状态和时变参数的线性矩阵不等式,导出保证闭环系统输入–状态稳定的充分条件,进而运用平方和凸优化技术解析地构造出扰动观测器和跟踪控制器.通过理论证明,所设计的控制策略能够实现非线性变参数系统输出对参考模型输出的跟踪,消除输出通道中非匹配扰动的影响.最后,由数值仿真例子验证了所提方法的有效性.

空间飞行器大角度姿态机动混合H_2/H_∞控制

提出一种基于平方和优化的空间飞行器大角度姿态机动混合H2/H∞控制方法.为适应飞行器大角度姿态机动的要求,采用修正的Rodrigues参数描述卫星的姿态运动,并将飞行器姿态运动学和动力学方程转化为线性参数可变(LPV)系统;为降低设计的保守性,通过引入附加松弛变量,提出一种系统矩阵与Lya-punov矩阵分离的混合H2/H∞性能准则;基于该性能准则,运用Lyapunov方法和平方和优化技术,推导出飞行器大角度姿态机动混合H2/H∞状态反馈控制器存在的充分条件,并将混合H2/H∞控制器设计问题转化为具有平方和约束的参数优化问题.

多项式模糊系统混合H_2/H_∞控制

对于多项式模糊系统,提出一种具有公共Lyapunov矩阵的混合H_2/H_∞性能准则。基于多项式Lyapunov函数与平方和分解技术,推导出多项式模糊系统混合H_2/H_∞状态反馈控制器的存在条件。通过求解一个具有多项式平方和约束的参数极小化问题,给出了混合H_2/H_∞模糊控制器优化设计方法。

飞行器栖落机动切换控制设计及其吸引域计算

针对固定翼无人机栖落过程的纵向运动,研究栖落轨迹跟踪控制问题及其相应的吸引域计算方法。首先将飞行器栖落机动过程的动力学模型沿参考轨迹线性化,并建立分段线性切换系统模型。在此基础上,结合最优控制理论与切换系统全局稳定分析方法,设计了栖落轨迹跟踪切换控制律。然后,为确定局部稳定区域从而保证飞行器能在预期时间内准确地栖落在目标区域,设计相应的平方和优化算法,计算了切换控制下的栖落轨迹吸引域。最后,对固定翼飞行器的栖落过程进行了仿真,仿真结果验证了所设计的跟踪控制器的有效性与所计算的吸引域的正确性。

碎纸片的拼接复原

本文先将纵切后得到的19个破碎图片导入MATLAB中,并存放于已构建好的一维胞元数组。然后将19个破碎图片数组的首列与尾列分别存放于a1、a72两个一维胞元数组中。由于原始图片的最左边全部为白色,所以相应的碎图片数组的首列应全为白色灰度值255。根据这个特征可编程找出第一个碎图片。因为应该拼接在一起的碎图片的边缘两列像素分布基本相同(每列像素数据量足够多),所以这两列像素数据基本相同。然后,从第一张图开始,将最后一列和每张图的第一列灰度作差,得到差的矩阵,并计算其平方和,值最小的即为匹配图像(匹配图像首尾灰度应该连续),编写相应的程序将其找到全部匹配。