非线性系统的直接自适应调节律的性质分析

对直接自适应调节律的性质进行分析。在一定的条件下 ,证明了该调节律具有最省“能量”性质 ,并证明在直接自适应调节律的作用下 ,系统的输出将收敛到希望的输出值 。

电液位置伺服系统的自适应控制律

电液位置伺服系统在机器人上应用时,其负载惯量和力矩扰动随机器人运动姿态和位置的不同而在相当大的范围内变动.因此,系统难以获得良好、一致的动态响应性能.本文基于 Popov-Landau 超稳定理论,针对这类变负载、强干扰的伺服系统,提出一种收敛且简单而有效的模型参考自适应控制算法.仿真结果表明该法自适应速度快,控制效果显著.

基于自适应全局滑模的水下拦截器导引控制一体化设计

水下拦截器的目标具有体积小,速度快,机动性强等特点,从而要求水下拦截器制导系统具有快速且稳定的反应能力。针对该设计需求,提出了水下拦截器导引与控制一体化设计方法。建立了水下拦截器侧向通道的导引与控制一体化数学模型,针对目标机动造成一体化系统出现的不确定性问题,设计了自适应全局滑模一体化控制律,基于Lyapunov稳定性定理证明了系统的渐进稳定性,并采用高增益的连续化方法改进了算法,抑制了系统的抖振。该控制律优点在于对不确定信息进行估计和补偿,提高了系统的鲁棒性和快速性。仿真结果表明所提出的自适应全局滑模导引控制一体化方法具有有效性。

一类非线性系统的鲁棒故障估计

针对一类非线性系统,研究基于自适应观测器的故障估计问题.设计了保证诊断系统稳定的实现故障估计的自适应调节律,并通过H∞跟踪性能,分析了调节律中的参数对故障估计精度的影响.数值仿真验证了该方法的有效性.

基于对偶四元数的航天器六自由度相对运动输入有界控制

利用对偶四元数的理论来分析航天器六自由度的相对运动,设计了一种考虑输入有界的姿轨一体化控制器。在介绍对偶数和对偶四元数的基础上推导六自由度相对运动的姿轨耦合模型;利用双曲正切函数绝对值小于1的特性来显式地构造有界控制器,分别设计两个相互耦合的自适应调节律来动态地改变控制器的输出,并基于李雅普诺夫稳定性理论严格证明了闭环系统的全局渐近稳定性;利用数学仿真实验来验证该控制器和控制力满足给定的约束条件,能够实现航天器六自由度相对运动的精确稳定控制,并且对模型参数不确定性和外界扰动具有鲁棒性。与其他方法相比,由该控制器计算得到的控制力矩器的收敛速度更快,输出的控制力矩和控制力的最大幅值更小,且消耗的能量也更少。

一类非线性输出注入系统的鲁棒故障估计

针对一类非线性输出注入系统,研究了基于自适应观测器的故障估计问题.非线性系统的主导部分是依赖于系统输出和控制输入的非线性函数,故障是依赖于控制输入和未知参数的非线性函数,但故障独立于系统输出.设计了保证诊断系统稳定的实现故障估计的自适应调节律,并对调节律中的参数对故障估计精度的影响进行了分析.通过数值仿真,验证了本文方法和分析结果的有效性.