基于模型跟随自适应控制的电液位置伺服系统重构控制

航空机电系统中电液位置伺服系统(EHPSS)组件故障易引发连锁反应,对此,本文提出了一种基于模型跟随自适应控制的重构控制器。首先,根据电液位置伺服系统的组成结构、工作原理以及典型组件故障机理,分别建立其标称模型与故障模型;然后,结合模型跟随理论与Lyapunov稳定性理论,设计了模型跟随自适应重构控制器,该控制器不需要故障先验信息,仅根据故障系统的状态与参考模型状态之间的广义误差,在线调整自适应控制器参数,使得当时间趋向无穷大时,广义误差信号逐渐收敛于零,不仅可以保证系统的稳定性,还具有自适应速度快的优点;最后,通过多种故障情况下的位移跟踪试验,验证了该重构控制方法的重构控制能力和鲁棒性。本文所提出的建模与控制方法对于机电系统重构控制的未来研究具有参考价值。

基于GWO-WOA的执行器严重故障多移动机器人编队重构控制

针对执行器严重故障下多移动机器人的编队重构控制问题,提出一种基于灰狼优化-鲸鱼优化算法(Grey Wolf Optimizer-Whale Optimization Algorithm,GWO-WOA)的协同编队重构控制策略。设计一种故障观测器以检测多机器人系统中出现的执行器严重故障,并使执行器严重故障的机器人离开编队。利用匈牙利算法分配剩余机器人在期望重构编队中的位置,并用GWO-WOA规划出机器人的运动路径。提出编队重构综合控制策略,包括三部分,分别为基于一致性的编队保持控制、基于势能函数的避碰控制和基于比例积分的跟踪控制器,使多机器人在无碰撞的情形下实现了重构编队。仿真实验结果表明,所提出的编队重构控制策略能够实时监测出故障机器人,并且在形成期望重构编队的同时防止相互碰撞。

基于组合多模型的电液伺服系统重构控制设计

针对电液伺服系统潜在的执行器、传感器等组件故障问题,提出了自适应控制与组合多模型相结合的重构控制策略。首先,根据电液伺服系统的物理组成和工作原理建立数学模型,并在其基础上对典型组件故障进行建模;其次,设计了基于模型跟随自适应控制的重构控制器,并给出其稳定性证明;然后,根据故障类型搭建其固定模型以及自适应模型,组成多模型集,模型集中的每个模型都有与之相对应的控制器,且每个控制器间相互独立;接着,提出合适的切换机制对故障系统进行模型匹配,使其自动切换到性能指标最小的控制器。仿真结果表明,该重构策略能够有效地补偿组件故障产生的不利影响,具有良好的鲁棒性和重构效果;同时,与基于单一模型的自适应控制进行对比,显示出其在故障出现瞬间具有更好的瞬态性能,抗扰性相对更强,电液伺服系统的安全性与可靠性得到提高。

可重构制造系统的可重构控制器

可重构控制器是可重构制造系统的重要组成部分之一。该文提出了可重构控制器的体系结构。分析了实现可重构制造系统的可重构控制的方法。仿真研究表明可重构控制是实现可重构制造系统控制系统可重构的有效方法。

基于LMS算法的自适应逆可重构控制系统

针对多输入多输出 (MIMO)飞控系统的可重构设计问题 ,提出了解耦控制与自适应逆控制 (adaptiveinversecontrol)相结合的控制策略。首先采用降阶线性动态逆 (RLDI)设计了某型飞机的滚转角控制回路 ,以使飞机侧向运动的滚转与侧滑之间实现解耦 ;然后 ,考虑到当舵机出现故障以后系统性能的恢复问题 ,应用基于ε 滤波的LMS(leastmeansquare)算法 ,在系统解耦的基础上构建了自适应逆控制系统 ,从而实现系统在舵机故障下的重构。仿真结果表明 ,这种基于改进的ε 滤波的LMS算法的自适应逆可重构飞行控制系统具有良好的系统故障恢复功能 ,表明了其在飞控系统中实施重构控制的有效性。

基于改进LS-SVM的航空发动机传感器故障诊断与自适应重构控制

提出了一种基于改进LS-SVM的航空发动机传感器故障诊断与自适应重构控制方法.该方法通过给误差变量赋予不同权值因子提高LS-SVM的鲁棒性,采用修剪算法提高LS-SVM的稀疏性;该方法从某涡扇发动机输入输出空间中建立其正常模型,采用阈值判别法对传感器故障进行实时监视与诊断,并用模型输出值代替故障传感器测量值反馈回闭环控制系统,实现对发动机的自适应重构控制.仿真结果表明,该方法能及时准确地定位故障,并进行有效的自适应重构控制.

基于重构控制分配的4WID/4WIS电动车容错控制

针对4WID/4WIS电动车故障后的容错控制问题,设计了以最大化车辆故障后稳定性为控制目标的容错控制算法.容错控制器采用分层控制结构,上层为基于模型预测控制理论的运动控制器,下层为基于重构控制分配方法的重构控制分配器.对于驱动电机的多种故障情况,离线设计了重构控制分配律,旨在保持车辆期望的动力学响应,同时最大化车辆故障后的稳定性.仿真结果表明,在发生多种驱动电机故障后,容错控制算法仍能保证车辆具有期望的运动轨迹,提高了车辆故障后的稳定性、安全性和操纵性.

基于输出反馈特征结构配置的重构控制系统设计(英文)

推出了一种利用特征结构配置设计重构控制系统的新方法 .当故障后的系统满足m+r - 1≥n的条件时 ,通过重新设计一输出反馈增益阵 ,使重构后的闭环故障系统的特征值全部恢复到故障前的位置 ,特征向量也在可配置子空间中尽量接近故障前相应的闭环系统特征向量 ,从而使重构后的系统性能最大程度地恢复到故障前的系统性能 .这种方法的优点是重构系统的稳定性可得到保证 ,且计算输出反馈增益阵的算法相对简单 .应用实例和仿真结果说明本文方法的有效性 .

考虑状态约束的二体旋转库仑卫星系统重构控制

研究考虑控制输入饱和与状态约束的深空旋转二体库仑卫星构型控制问题,只采用卫星之间的库仑力作为控制力,提出一种基于反步法的非线性控制方法。首先推导了二体库仑卫星在地—月系平动点附近的相对运动方程,利用旋转二体库仑卫星的特性,对方程进行了简化。为了完成禁止相对运动区域的回避,设计了新的状态限制辅助函数,结合抗饱和方法与反步法得到了二体库仑卫星的构型控制器。接着证明了由于状态限制辅助函数的加入,所设计的控制器可以保证卫星相对运动不超出限制范围。进一步应用Lyapunov稳定性定理证明了其闭环系统的一致最终有界性。最后在Matlab/Simulink平台上进行了仿真校验,结果表明了方法的有效性。

汽车底盘集成系统的重构控制技术评述

汽车底盘集成控制是当前底盘控制技术的发展方向,主要包括底盘集成控制对象、底盘集成控制策略、底盘集成控制网络和重构控制技术,重构控制将失效的子系统的控制效果分配给其他健全的子系统,以补偿失效的子系统的影响,保证汽车行驶的性能。介绍了底盘集成系统重构控制的结构,分析了重构控制的故障诊断方法和重构控制方法,以及研究的关键技术和难点问题。底盘集成系统的故障诊断及其重构控制对提高底盘集成系统的自适应能力和智能化水平具有重要意义。

航空发动机传感器故障诊断与自适应重构控制

针对航空发动机控制系统中最易发生故障的传感器,提出了基于状态观测器的故障诊断与自适应重构控制方法。设计了多个状态观测器用于传感器的状态估计,采用阈值判别法对传感器进行实时故障监视与诊断,并用正常传感器测量值的加权均值代替故障传感器测量值反馈回闭环系统,实现了对发动机闭环系统的自适应重构控制。数字仿真结果表明,该方法能及时准确地定位故障,并进行有效的自适应重构控制,将其应用于航空发动机的故障诊断与自适应重构控制是可行、有效的。

不确定非线性系统的神经网络智能重构控制

针对一类不确定非线性动态系统,提出了一种基于神经网络动态补偿的鲁棒模型跟随重构控制策略.该方法吸取了线性模型跟随方法的基本思想,通过引入神经网络在线补偿控制器,以克服系统由故障引起的未建模非线性动态的影响,从而提高模型跟随重构控制的动态性能和稳态精度;并且当系统存在模型不确定性时,其输出仍能精确地跟踪理想模型的输出.文中还给出了特定假设条件下闭环重构控制系统稳定性的严格证明.理论分析和仿真研究表明,所提的方法是有效的并可保证闭环系统具有良好的重构性能.

智能重构控制技术及其应用

重构控制已成为目前控制领域的研究热点和具有挑战性的课题。概述了重构控制发展的背景、现状及存在问题 ,通过分析得知 ,重构控制的智能化已成为该领域发展的重要方向 ,并进一步总结了目前若干具有代表性的智能重构控制方法 ,着重介绍了基于神经网络和模糊推理的智能故障诊断和智能重构控制方法。最后 。

不确定Delta算子系统的鲁棒H_∞重构控制

讨论一类含有参数不确定和执行器故障的Delta算子系统鲁棒H_∞重构控制设计问题。通过利用故障检测与隔离(FDI)技术,在考虑不可检测故障执行器输入为能量有界的干扰信号情形下,基于H_∞干扰抑制的思想,给出了系统可鲁棒H_∞镇定的充分条件。所设计的控制器可使闭环系统鲁棒稳定,而且对可允许的不确定性和执行器故障具有一定的H_∞性能。数值例子说明了本文设计方法的有效性。

过驱动执行器故障自适应重构控制分配策略

针对过驱动执行器故障情况下控制指令的协调分配问题,提出了一种自适应修正故障操纵面控制权值的重构控制分配策略.引入虚拟控制指令构造模块化飞行控制系统,并考虑物理约束建立多操纵面飞行器的故障执行器模型.结合多目标混合优化控制分配,沿控制目标梯度下降的方向调整故障操纵面控制指令权值矩阵,整体优化控制分配策略,实现故障执行器控制量的自适应修正.仿真结果表明,该策略可综合考虑执行器故障条件下操纵面的控制效能,避免抖振现象,有效协调分配控制指令,实现控制重构.

简单自适应鲁棒飞行重构控制律研究

提出一种基于简单自适应控制的重构控制律设计方法,用于提高飞行重构控制系统的鲁棒性和抗干扰性。针对故障飞行控制系统,设计了一种包含一个基本控制器和一个简单自适应控制器的重构控制器。在基本控制器中,应用具有预定稳定度的线性二次型指标最优控制,以改善系统的稳定性;在简单自适应控制器中,引入并联前馈补偿器,保证故障飞行控制系统满足正实性要求,并将其转化为同时镇定问题,利用YALMIP工具箱进行了求解。以某型飞机侧向飞行控制系统为例,针对系统参数变化和承受有界干扰情况,对所提出的方法进行了仿真分析,结果表明该重构飞行控制系统在跟踪参考输入信号时具有较好的鲁棒性和较强的适应能力。

基于模糊多模型匹配与辨识的伪逆重构控制

将多模型匹配及在线模糊辨识的思想与伪逆重构控制方法相结合 ,提出了一种新的智能型重构控制策略。该方法不仅可以适应多种故障模式 ,而且能克服各种不确定性因素和扰动对系统重构后动、静态性能的影响。

飞机翼面损伤的L1自适应重构控制方法研究

进行飞机翼面损伤下的重构控制对提高飞机的安全可靠性具有重要的意义,传统的自适应重构控制方法易产生高增益和高频震荡,提出一种基于L1自适应控制的重构控制方法,可同时满足快速自适应和鲁棒性特点;首先根据翼面故障对飞机气动特性的影响,建立故障参数模型,然后根据L1自适应控制快速自适应和鲁棒性的特点,选择合适的自适应律和滤波器进行重构控制器的设计,最后根据飞机升降舵翼面损伤情况进行仿真分析,结果表明文中所用方法可以进行部分翼面损伤的重构控制,能够快速响应和抑制高频震荡,重构控制取得了满意的效果。

基于相对轨道根数的卫星编队重构控制研究

针对卫星编队的重构控制问题，利用相对轨道根数描述编队构形，结合高斯摄动方程并利用始末编队构形的振幅和相位，设计了沿航迹三次冲量控制和侧向一次控制的方法，实现了卫星编队的重构控制；最后进行了数值仿真，并分析了沿航迹漂移的修正方法。仿真结果验证了控制策略的简单性和有效性。

基于故障检测的自适应重构控制及其应用

为了降低加入自适应控制后被控系统的复杂程度,同时使被控系统在发生故障时仍具有良好的性能,提出了故障检测加自适应重构控制的方法,在系统无故障的情况下不加入自适应重构控制,使系统相对简单,同时对系统进行故障检测;当检测到系统发生故障时,加入自适应重构控制,使系统具有良好的性能。采用的故障检测方法和切换开关既简单又有效。通过对一个飞控系统的仿真研究,表明了该方法的有效性。