飞机全电防滑刹车系统稳定动态面控制

针对机电作动的飞机防滑刹车模型具有的高阶非线性及参数时变特点,提出一种基于障碍Lyapunov函数的动态面控制方法,实现对滑移率的上界约束,保障防滑刹车系统的稳定性。建立飞机刹车动力学模型,与机电作动器的数学模型联立得到整体刹车系统的状态空间模型,并合理简化为严格反馈形式。将刹车系统的控制稳定性问题等效描述为含输出约束的非线性系统镇定问题,设计动态面控制律并通过Lyapunov方法证明滑移率跟踪误差半全局一致最终有界,刹车工作点始终保持在稳定区域内。仿真结果表明,本文所提控制策略具有稳定性优势,且改善了传统控制存在的中低速时滑移率振荡问题,控制效果有显著提升。

存在物理约束的时变转动惯量航天器姿态控制

对存在角速度和控制输入有界的快速机动航天器姿态控制问题,设计了一种自适应双环姿态跟踪控制器。将虚拟有界角速度作为运动学方程的虚拟控制输入,使姿态控制问题降阶为角速度跟踪问题;构建递归自适应算法估计时变转动惯量及其微分,并基于障碍李亚普诺夫函数和线性回归算子,设计了角速度跟踪误差有界的变增益自适应姿态控制器。结果表明:该控制策略能使抓捕非合作目标航天器的姿态呈指数收敛到期望轨迹,且收敛轨迹不受外部干扰和抓捕瞬间的强干扰影响;在整个控制过程中,航天器的角速度小于0.4 rad/s,控制力矩小于10 N·m,满足了航天器对角速度和控制输入有界的物理限制。