一类量化非线性系统的指令滤波反推控制器设计及其在车辆悬挂系统中的应用

针对1类具有量化输入信号的非线性系统,设计了其指令滤波反推控制器,并利用Lyapunov稳定性理论,分析了闭环系统的稳定性,证明了指令滤波反推控制器能够有效地简化积分反推控制器设计时对虚拟控制求偏导的计算,特别是当系统的阶数比较高时,优势会更加明显,表明指令滤波反推控制器比积分反推控制器更适用于实际控制系统。最后,将理论分析结果应用于车辆的主动悬挂控制系统,并进行仿真验证,实验结果验证了本文所提控制算法的有效性。

自主空中加油时变质量无人作战飞机非线性控制

针对自主空中加油中无人作战飞机(UCAV)位置保持问题,进行了时变质量UCAV的动力学建模与非线性控制设计.综合考虑了燃油传输对UCAV的质量、惯性矩阵和质心位置的影响,基于相对于惯性系的状态变量,推导了UCAV时变质量动力学方程.通过引入谱半径,将局部化自适应边界指令滤波反推方法应用于UCAV的位置保持控制.使用逼近器对未知模型不确定性进行在线逼近.对于固有逼近误差和外部扰动,采用局部化自适应边界进行补偿.通过指令滤波反推,设计了相对位置、速度、姿态角和角速度四个反馈回路来保证UCAV的稳定性.最后,三种不同加油方案下的非线性仿真验证了非线性飞行控制律的有效性.

自储能多端背靠背柔性直流系统控制策略

为了解决自储能多端背靠背柔性直流系统的协调控制与电压稳定问题,提出了一种改进的电压裕度控制策略。首先建立了系统的数学模型,然后针对3种典型的运行场景设计了协调工作机制及其控制方式。基于Lyapunov稳定性理论设计了自适应指令滤波反推电压控制器,解决了系统控制方式切换导致的功率振荡与电压波动问题,改善了系统的稳定性和动态响应性。最后分别对3种典型的运行场景进行仿真分析,验证了所提控制策略和方法的有效性。

基于DVS制导算法的欠驱动船舶路径跟踪指令滤波滑模控制

针对欠驱动水面船舶在模型参数不确定和未知风浪流扰动情况下的路径跟踪问题,提出一种改进的动态虚拟小船(dynamical virtual ship,DVS)制导算法,并采用指令滤波反推法设计模型运动学回路的前进速度和艏摇角速度的虚拟控制律,进而将船舶路径跟踪问题转化为前进速度误差和艏摇角速度误差的镇定问题,在模型动力学回路上采用PI积分滑模控制方法设计实际控制律.该控制策略能够减少和避免因对虚拟控制律求导而造成的计算负担和高频噪声对系统的影响,且对模型参数不确定和未知扰动具有鲁棒性.仿真实验表明,该控制策略可实现船舶在模型参数不确定和未知风浪流扰动下对规划路径的精确跟踪.