基于模糊干扰观测器的自适应二阶动态滑模控制

针对一类存在不确定性和外干扰的非线性系统滑模控制的抖振问题,本文首先证明了以高斯函数为隶属度函数的模糊基向量对状态向量的偏导在任意情况下有界,解决了模糊辨识同二阶动态滑模结合的关键问题.然后设计了二阶动态Terminal滑模,有效克服了滑模抖振,且能保证滑模面上的滑动在有限时间内收敛.再基于模糊干扰观测器的输出设计自适应鲁棒补偿项.基于李雅普诺夫理论证明了系统稳定性.最后将本文提出的控制方案用于近空间飞行器姿态角跟踪仿真,并分析了高阶动态滑模收敛时间增加的问题.结果表明本文提出的控制方案跟踪速度快、精度高,且有效去除了抖振.与常规Terminal滑模相比,二阶动态Terminal滑模增加的收敛时间非常有限,适于工程应用.

基于模糊干扰观测器的空天飞行器轨迹线性化控制

针对一类多输入多输出非线性不确定系统,提出了基于模糊干扰观测器(FDO)的轨迹线性化控制(TLC)方法并应用于空天飞行器(ASV)飞行控制系统设计。利用模糊系统具有以任意精度逼近非线性函数的能力设计FDO对未知干扰和不确定进行估计,并通过鲁棒控制项来提高系统的性能。采用Lyapunov方法本文证明了闭环系统跟踪误差和干扰观测误差一致最终有界。最后利用所提出的控制方案设计了ASV飞行控制系统,仿真结果表明了控制方案的有效性和鲁棒性。

具有闭环极点约束的空天飞行器再入姿态的模糊保性能控制

研究了空天飞行器(ASV)再入姿态的具有闭环极点约束的模糊保性能控制律的设计问题。基于ASV再入段存在参数摄动的不确定姿态动态系统的T-S模糊模型,考查姿态角和角速率误差的镇定问题,结合圆盘极点约束,导出了具有极点约束的模糊保性能控制律存在的条件,基于Matlab的LMI(Linear Matrix Inequalities)和FLC(Fuzzy Logic Control)工具给出了ASV再入姿态的具有闭环极点约束的模糊保性能控制器的设计方法。仿真结果验证了算法的有效性。

基于在线学习优化动态模型库的多模型自适应控制

提出一种通过在线学习优化动态模型库的方法.当子模型数量增长达到设定规模时,根据动态模型库中各子模型与实际对象的匹配程度,选取匹配程度最低的旧模型删除,并添加新建子模型,从而维持动态模型库在设定规模以内,解决了在线学习建立动态模型库子模型数量不断增长的问题,避免了子模型数量的过度增长而引起的计算量增加和性能下降,并通过仿真证明了算法的有效性.

基于动态逆的反舰巡航导弹三维末制导律设计

考虑到导弹-目标追逃模型中存在的非线性和不确定性等特点,首先建立在三维坐标系下的反舰巡航导弹-目标的相对运动方程,采用基于零化导弹目标视线角速率的思想,同时把目标机动看成一类有界干扰,应用动态逆方法设计了一种三维末制导律,这种控制方法可以很好地解决系统中存在的强的非线性和不确性因素。仿真结果表明该制导律能够打击机动目标且脱靶量较小,具有较强的鲁棒性。

高阶滑模微分器的分析与改进

首先采用Terminal吸引子函数代替原不连续函数,以避免滑模微分器的抖振;然后针对现有文献中高阶滑模微分器设计参数选取苛刻这一问题,放宽了设计参数选择范围,并分不同情况证明了高阶滑模微分器的稳定性.在此基础上,给出了高阶滑模微分器估计误差的上界与设计参数和滑模微分器阶次的关系式;通过对设计参数的选取和系统整体结构的分析,提出了高阶滑模微分器减小估计误差且更适于工程应用的设计方法,并给出所需条件.仿真结果表明了所得结论的正确性和有效性.