固定时间收敛的预设性能攻击时间控制制导方法

1

作者 钟绮霖 李国飞 +2 位作者 吴云洁 左宗玉 吕金虎 《控制理论与应用》 北大核心 2026年第3期625-633,共9页

针对飞行器指定攻击时间命中机动目标问题,提出一种自适应预设性能攻击时间控制制导方法.考虑到误差收敛时间对攻击时间控制制导律命中时间精度的影响,给出一种具备固定时间收敛特性的性能包络函数,提出可固定时间收敛的预设性能制导律... 针对飞行器指定攻击时间命中机动目标问题,提出一种自适应预设性能攻击时间控制制导方法.考虑到误差收敛时间对攻击时间控制制导律命中时间精度的影响,给出一种具备固定时间收敛特性的性能包络函数,提出可固定时间收敛的预设性能制导律,并分析性能函数参数选取与初始加速度变化之间的关系.通过对性能函数参数的设置,可结合飞行器自身机动能力实现对攻击时间误差瞬态性能和稳态性能的调节,并使得攻击时间误差在攻击时间指令前收敛至性能函数包络范围内.仿真结果验证了所提出制导方法的有效性和正确性. 展开更多

关键词 制导 机动目标 攻击时间控制 预设性能 固定时间收敛

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固定时间收敛的引信滚转角控制方法

2

作者 王勇杰 周祖国 +1 位作者 姜海旭 符超群 《现代防御技术》 北大核心 2026年第1期104-110,共7页

考虑在弹丸飞行过程中,二维弹道修正引信会受到轴向摩擦力矩和外界气动干扰力矩的影响导致系统抗干扰性弱和控制精度差的问题,提出了一种基于固定时间滑模控制的滚转角控制方法。该方法可以实现系统在固定时间内收敛,且不依赖于系统初... 考虑在弹丸飞行过程中,二维弹道修正引信会受到轴向摩擦力矩和外界气动干扰力矩的影响导致系统抗干扰性弱和控制精度差的问题,提出了一种基于固定时间滑模控制的滚转角控制方法。该方法可以实现系统在固定时间内收敛,且不依赖于系统初始状态。利用固定时间收敛的相关理论分析了设计的控制系统的稳定性。另外,与现有的算法通过数值仿真的方式进行对比分析。仿真结果表明,提出的固定时间控制方法可以同时实现引信的滚转角与角速度控制系统在固定时间内快速精确响应,且系统的控制精度、快速性和鲁棒性均有所提高。 展开更多

关键词 二维弹道修正引信 固定时间滑模控制 滚转角控制 固定时间收敛 数值仿真

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机械臂在状态约束条件下的固定时间收敛滑模控制

3

作者 杨忠君 刘一泽 李柏霖 《电光与控制》 北大核心 2026年第1期84-90,共7页

针对具有关节角位移时变约束、外部干扰和执行器故障情况下的机械臂控制问题,首先,设计了基于边界函数的干扰观测器估计系统中的集总扰动,该集总扰动由外部干扰和执行器故障组成,且不需要已知其上界;随后,提出了一种新型非奇异终端滑模... 针对具有关节角位移时变约束、外部干扰和执行器故障情况下的机械臂控制问题,首先,设计了基于边界函数的干扰观测器估计系统中的集总扰动,该集总扰动由外部干扰和执行器故障组成,且不需要已知其上界;随后,提出了一种新型非奇异终端滑模面和正切型障碍Lyapunov函数,并结合性能函数有效解决了机械臂角位移的约束问题,通过稳定性分析,证明了系统的状态变量能够在固定时间内收敛稳定,且收敛时间不受初始状态的影响;最后,通过仿真对比实验表明,与现有控制策略相比,所提出的策略能够显著加快机械臂的收敛速度,增强系统的抗干扰能力,从而验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 滑模控制 障碍函数 执行器故障 固定时间收敛 状态约束

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固定时间收敛的再入飞行器全局滑模跟踪制导律 被引量：7

4

作者 王伯平 王亮 盛永智 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期296-303,共8页

针对再入飞行器模型强非线性、强耦合、快时变和不确定性的特点,以及再入飞行过程中复杂多变的飞行环境,本文提出了一种具有强鲁棒性的全局滑模跟踪制导律设计方法。首先,给出存在干扰的无动力飞行三自由度再入制导模型,以采用经度作为... 针对再入飞行器模型强非线性、强耦合、快时变和不确定性的特点,以及再入飞行过程中复杂多变的飞行环境,本文提出了一种具有强鲁棒性的全局滑模跟踪制导律设计方法。首先,给出存在干扰的无动力飞行三自由度再入制导模型,以采用经度作为标准参考轨迹的插值因变量为例,将三变量的轨迹跟踪任务转化为对高度和纬度的二个变量的跟踪;然后提出了一种固定时间收敛的全局滑模跟踪制导律,可实现对参考轨迹的鲁棒跟踪,且可保证轨迹跟踪误差在设定的时刻收敛;最后通过对再入飞行器的仿真研究,验证所设计轨迹跟踪制导算法的有效性。 展开更多

关键词 再入飞行器 轨迹跟踪 全局滑模 固定时间收敛

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火箭垂直返回双幂次固定时间收敛滑模控制方法 被引量：4

5

作者 崔乃刚 吴荣 +1 位作者 韦常柱 徐大富 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期15-24,共10页

垂直起降可重复使用火箭返回飞行时受到复杂扰动和强不确定性影响,其姿态系统呈现出强非线性和高动态的特点.为克服扰动影响实现对姿态角指令的快速高精度跟踪,提出了一种基于双幂次固定时间收敛滑模面和固定时间收敛扰动观测器的快速... 垂直起降可重复使用火箭返回飞行时受到复杂扰动和强不确定性影响,其姿态系统呈现出强非线性和高动态的特点.为克服扰动影响实现对姿态角指令的快速高精度跟踪,提出了一种基于双幂次固定时间收敛滑模面和固定时间收敛扰动观测器的快速高精度姿态跟踪控制器.对于返回飞行姿态控制系统中的有界匹配扰动,为避免观测器的调节过程影响控制系统的性能,在控制器的设计中引入了固定时间收敛扰动观测器,从而实现了对扰动的快速高精度估计;为实现姿态跟踪控制器的固定时间收敛,给出了基于双幂次修正项的一种双幂次固定时间收敛滑模面;基于观测器输出和双幂次固定时间收敛滑模面设计了快速姿态跟踪控制器,通过引入固定时间收敛扰动观测器的输出以补偿扰动影响,从而在允许的精度损失下去除不连续控制项以抑制滑模抖振.最后通过返回飞行大气层内气动减速段的数值仿真验证了观测器和基于固定时间收敛扰动观测器的固定时间收敛滑模跟踪控制器的性能. 展开更多

关键词 垂直起降 可重复使用运载器 固定时间收敛 双幂次修正项 滑模控制

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多飞行器固定时间收敛编队控制方法 被引量：2

6

作者 张可 赵恩娇 +1 位作者 钟泽南 赵玉新 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期78-83,共6页

采用领导-跟随者策略,基于固定时间收敛控制方法研究了多飞行器系统编队飞行控制问题。为提高编队控制系统的抗干扰能力,提出跟随飞行器视线系下的编队控制模型,采用精确线性化方法对模型进行解耦线性化。针对解耦后的双积分系统,采用... 采用领导-跟随者策略,基于固定时间收敛控制方法研究了多飞行器系统编队飞行控制问题。为提高编队控制系统的抗干扰能力,提出跟随飞行器视线系下的编队控制模型,采用精确线性化方法对模型进行解耦线性化。针对解耦后的双积分系统,采用固定时间收敛理论设计编队飞行控制器。基于Lyapunov函数方法分析了编队控制系统的稳定性,得到了能够保证编队时间在固定时间内收敛的充分条件。仿真结果验证了所提编队控制算法的有效性,能够实现编队队形的快速编成。 展开更多

关键词 多飞行器 固定时间收敛 精确线性化 协同控制

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一种固定时间收敛模型参考终端滑模控制方法 被引量：9

7

作者 张骁骏 袁夏明 +2 位作者 王向阳 朱纪洪 李春文 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期712-723,共12页

针对一类具有模型不确定性和外部扰动的时变非线性系统,基于模型参考控制方法,设计了具有固定时间收敛特性的终端滑模控制器.首先,提出一种带有输入饱和限幅和补偿信号滤波的模型参考控制结构;然后针对广义误差信号,采用新型终端滑模面... 针对一类具有模型不确定性和外部扰动的时变非线性系统,基于模型参考控制方法,设计了具有固定时间收敛特性的终端滑模控制器.首先,提出一种带有输入饱和限幅和补偿信号滤波的模型参考控制结构;然后针对广义误差信号,采用新型终端滑模面设计了补偿控制器,较好地平衡靠近和远离平衡点的收敛速度.基于李雅普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性和固定时间收敛特性,并给出了收敛时间上界.最后将该方法应用到含有极限环的非线性系统跟踪控制中,仿真结果验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 固定时间收敛 模型参考控制 终端滑模控制 时变非线性系统

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固定时间收敛的空空导弹直接力/气动力复合控制 被引量：6

8

作者 刘祥 李爱军 +2 位作者 郭永 王硕 王长青 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期29-34,42,共7页

针对带有直接力/气动力复合控制系统的空空导弹控制律设计问题,提出了一种基于固定时间收敛的滑模控制理论和动态控制分配技术的复合控制策略.首先,根据导弹纵向运动模型设计一种固定时间收敛的滑模控制器,获得建立导弹过载所需要的虚... 针对带有直接力/气动力复合控制系统的空空导弹控制律设计问题,提出了一种基于固定时间收敛的滑模控制理论和动态控制分配技术的复合控制策略.首先,根据导弹纵向运动模型设计一种固定时间收敛的滑模控制器,获得建立导弹过载所需要的虚拟控制力矩,并实现过载跟踪误差在指定时间内收敛;其次采用动态控制分配技术将期望控制力矩分别映射到气动力和直接力装置;然后,通过李雅普诺夫理论证明了系统是固定时间收敛的,可以快速收敛到平衡点;最后通过数字仿真验证了所设计复合控制策略的有效性和可实现性. 展开更多

关键词 复合控制策略 直接力 固定时间收敛 动态控制分配 滑模控制

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固定时间收敛扰动观测终端滑模制导律设计 被引量：6

9

作者 景亮 张忠阳 +1 位作者 崔乃刚 吴荣 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1820-1826,共7页

针对机动目标拦截问题,设计了基于固定时间收敛扰动观测器(fixed-time disturbance observer,FxTDO)的终端角度约束非奇异快速终端滑模制导律(nonsingular fast terminal sliding mode guidance law,NFTSMGL)。通过具有固体时间收敛特... 针对机动目标拦截问题,设计了基于固定时间收敛扰动观测器(fixed-time disturbance observer,FxTDO)的终端角度约束非奇异快速终端滑模制导律(nonsingular fast terminal sliding mode guidance law,NFTSMGL)。通过具有固体时间收敛特性的扰动观测器对导弹拦截过程的外部扰动进行快速、精确估计。同时为了抑制抖振影响以及保证制导信号在有限的时间范围内收敛,设计了NFTSMGL,并进行了稳定性分析。仿真结果表明,FxTDO-NFTSMGL可以使制导信号在有限的时间范围内收敛至期望状态,并满足对机动目标拦截的要求,相较于无观测器的NFTSMGL收敛速度更快,且避免了抖振现象。 展开更多

关键词 机动目标拦截 固定时间收敛扰动观测器 非奇异快速终端滑模制导 攻击角度约束

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抗通信时延的分布式固定时间收敛协同制导律 被引量：4

10

作者 商玮宸 马翔 +3 位作者 郑技平 于航 戴可人 张合 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期158-166,共9页

为使得多枚导弹在存在通信时延的情况下有效完成对机动目标的同时攻击,提出了一种抗通信时延的固定时间收敛分布式协同制导律。该制导律基于固定时间控制技术框架,实现了稳定时间边界不依赖于多导弹系统初始状态,提升了多导弹系统控制效... 为使得多枚导弹在存在通信时延的情况下有效完成对机动目标的同时攻击,提出了一种抗通信时延的固定时间收敛分布式协同制导律。该制导律基于固定时间控制技术框架,实现了稳定时间边界不依赖于多导弹系统初始状态,提升了多导弹系统控制效率;采用一种快速非奇异终端滑模和虚拟领弹共同主导的方法,可实现制导律具有对抗通信时延的鲁棒性;利用了李雅普诺夫稳定性理论证明了固定时间内的一致性。仿真结果表明,存在通信时延的情况下,基于所设计的分布式协同制导律,多枚导弹能够有效地完成对目标的同时攻击。 展开更多

关键词 协同制导 固定时间收敛 虚拟领弹 通信时延

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自适应非奇异快速终端滑模固定时间收敛制导律 被引量：14

11

作者 赵国荣 李晓宝 +1 位作者 刘帅 韩旭 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1059-1070,共12页

针对机动目标的末制导拦截问题,设计了一种带攻击角度约束的非奇异快速终端滑模固定时间收敛制导律。与有限时间收敛终端滑模制导律相比,所提制导律能够确保弹目视线(LOS)角和弹目视线角速率在固定时间内是收敛的,并且收敛时间是独立于... 针对机动目标的末制导拦截问题,设计了一种带攻击角度约束的非奇异快速终端滑模固定时间收敛制导律。与有限时间收敛终端滑模制导律相比,所提制导律能够确保弹目视线(LOS)角和弹目视线角速率在固定时间内是收敛的,并且收敛时间是独立于制导系统初始条件的,可以根据制导律参数预先给定。构造了一种新型的非奇异快速终端滑模面,有效解决了奇异性问题,同时通过合理地改变滑模面与弹目视线角跟踪误差的趋近律指数,使得制导系统比现有的固定时间收敛控制具有更快的收敛速率。此外,设计了一种自适应律,针对目标机动引起的未知扰动进行估计,使得制导律的设计无需预先知道任何关于目标机动的信息。通过仿真实验验证了所提制导律能够使导弹成功拦截机动目标,并且与现有制导律相比,具有更快的系统收敛速率、更高的拦截精度及更短的拦截时间。 展开更多

关键词 制导律 攻击角度约束 自适应控制 固定时间收敛 非奇异快速终端滑模

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固定时间收敛的三维制导控制一体化设计 被引量：4

12

作者 张宽桥 周旋风 +1 位作者 门星火 周含冰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期842-852,共11页

针对终端角度约束、状态约束和控制受限问题,在三维空间内,提出一种固定时间收敛的导弹制导控制一体化设计方法。构建了带终端角度约束的制导控制系统三通道全耦合设计模型,采用固定时间收敛的滑模干扰观测器对一体化设计模型中的未知... 针对终端角度约束、状态约束和控制受限问题,在三维空间内,提出一种固定时间收敛的导弹制导控制一体化设计方法。构建了带终端角度约束的制导控制系统三通道全耦合设计模型,采用固定时间收敛的滑模干扰观测器对一体化设计模型中的未知干扰进行估计和补偿。基于固定时间稳定性理论、终端滑模控制和反演控制方法等对制导控制系统进行一体化设计,并采用二阶指令滤波器对系统状态及控制指令进行约束。对所提方法的固定时间收敛特性进行证明,并给出具体的收敛时间表达式。通过导弹六自由度仿真,验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 制导控制一体化 终端角度约束 状态约束 控制受限 固定时间收敛 滑模控制

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带攻击角约束的抗饱和固定时间收敛制导律 被引量：1

13

作者 李晓静 马建伟 高计委 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2023年第3期179-184,共6页

针对传统固定时间终端滑模制导方法在末制导中存在的奇异性、收敛速度慢以及加速度受约束问题,提出一种考虑攻击角、加速度约束的快速非奇异固定时间滑模制导律。利用终端滑模方法,构造快速收敛的新型非奇异终端滑模面,保证视线角、视... 针对传统固定时间终端滑模制导方法在末制导中存在的奇异性、收敛速度慢以及加速度受约束问题,提出一种考虑攻击角、加速度约束的快速非奇异固定时间滑模制导律。利用终端滑模方法,构造快速收敛的新型非奇异终端滑模面,保证视线角、视线角速率在满足加速度约束的同时,能够在给定的固定时间内快速收敛至期望值,收敛时间上界独立于系统的初始状态。通过构造趋近律来设计新型固定时间制导律,并利用Lyapunov稳定性理论,对所设计的制导律进行理论分析与证明。最后通过仿真,验证了所设计制导律与其他固定时间收敛制导律相比,具有较快的收敛速度。 展开更多

关键词 攻击角约束 输入饱和 固定时间收敛 非奇异终端滑模

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针对机动目标的航天器固定时间协同制导律

14

作者 李鹤宇 王建斌 +1 位作者 张锐 宋峰 《控制理论与应用》 北大核心 2026年第2期368-376,共9页

针对三维空间中多航天器协同捕获机动目标问题,提出一种具有终端角度约束和时间一致性约束的固定时间收敛协同制导律.建立三维场景下航天器–目标视线(LOS)坐标系,将加速度分解为沿视线方向和垂直视线方向.采用代数图论和分布式合作协... 针对三维空间中多航天器协同捕获机动目标问题,提出一种具有终端角度约束和时间一致性约束的固定时间收敛协同制导律.建立三维场景下航天器–目标视线(LOS)坐标系,将加速度分解为沿视线方向和垂直视线方向.采用代数图论和分布式合作协议算法对航天器沿视线方向加速度进行设计,实现多个航天器的时间一致性约束.采用滑模控制理论和固定时间收敛理论对垂直视线的两个方向加速度进行设计,实现视线倾角、视线偏角在固定时间内收敛到期望值.针对目标加速度未知的问题,采用固定时间观测器进行估计,并在制导指令中进行补偿.仿真结果表明,所提出的协同制导方法能够在固定时间内实现剩余飞行时间一致和视线角的收敛. 展开更多

关键词 航天控制 协同制导 时间一致性 滑模控制 固定时间收敛

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基于扰动观测器的高速列车固定时间控制研究

15

作者 罗美芸 赵凯辉 +2 位作者 马文瑞 贾林 黄宜山 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第1期27-40,共14页

针对高速列车系统在实际运行过程中存在不确定性外部扰动以及系统非线性等问题,为实现高速列车各节车厢能够精准、快速且稳定地跟踪目标速度−位移曲线,提出一种基于滑模扰动观测器的固定时间滑模控制方法。首先,根据列车运行的动力学特... 针对高速列车系统在实际运行过程中存在不确定性外部扰动以及系统非线性等问题,为实现高速列车各节车厢能够精准、快速且稳定地跟踪目标速度−位移曲线,提出一种基于滑模扰动观测器的固定时间滑模控制方法。首先,根据列车运行的动力学特性,综合考虑其所受到的基本运行阻力、附加环境阻力以及车厢间耦合作用力,建立满足列车实际运行状况的多质点模型。其次,针对系统模型存在的扰动项,为提高滑模趋近运动速度,选取双幂次趋近律,设计扩展非奇异快速终端滑模扰动观测器,确保其在固定时间内精确估计系统不确定外部扰动。为避免高速列车控制系统产生奇异问题,采用改进型变幂次趋近律削弱传统指数趋近律造成的滑模抖振,设计固定时间非奇异快速终端滑模控制器,并将外部扰动观测值反馈补偿至控制器中,保证列车控制系统的鲁棒性与快速性。同时,利用Lyapunov稳定性理论证明了所提出高速列车控制方法的稳定性和收敛性。最后,以CRH3型列车参数进行仿真验证。结果表明,所提控制方法的跟踪精度较固定时间非奇异快速终端滑模控制方法和非奇异终端滑模控制方法有较大的提升,对外部干扰具有强鲁棒性,实现了高速列车精确跟踪目标速度−位移曲线,相邻车厢等距运行,为高速列车的安全稳定运行提供参考。 展开更多

关键词 高速列车 多质点模型 固定时间收敛 扩展滑模扰动观测器 非奇异快速终端滑模

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下肢康复外骨骼机器人新型固定时间滑模控制

16

作者 孙哲 黄凡杰 +3 位作者 周袁 陈博 赵晴宇 王海 《控制理论与应用》 北大核心 2026年第2期377-387,共11页

本文针对下肢康复外骨骼机器人的步态轨迹跟踪问题提出了一种新型固定时间收敛滑模控制方法.首先,通过机理分析实现下肢康复外骨骼机器人动力学建模;其次,设计了一种新型非奇异快速终端滑动面,实现固定时间收敛,有效提升收敛速度.基于... 本文针对下肢康复外骨骼机器人的步态轨迹跟踪问题提出了一种新型固定时间收敛滑模控制方法.首先,通过机理分析实现下肢康复外骨骼机器人动力学建模;其次,设计了一种新型非奇异快速终端滑动面,实现固定时间收敛,有效提升收敛速度.基于此滑动面设计了针对下肢康复外骨骼机器人的新型滑模控制策略,运用Lyapunov判据证明了控制系统的稳定性和全局固定时间收敛特性;最后,通过下肢康复外骨骼机器人实验平台对所提控制方法进行实验验证.实验结果表明,本文所提的控制方法能实现下肢外骨骼轨迹跟踪误差的快速收敛,使稳态误差维持在1◦左右,具备应对不同重量(61 kg和80 kg)穿戴者和不同步速(步态周期为8 s和6 s)参考轨迹的强鲁棒性,并且对抖振现象具有一定的抑制作用. 展开更多

关键词 下肢康复外骨骼 滑模控制 步态轨迹跟踪 固定时间收敛

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空地异构无人系统固定时间事件触发编队包含控制

17

作者 乔毅涛 李爽 《系统工程与电子技术》 北大核心 2026年第2期669-683,共15页

针对以多无人机和多无人车组成的空地异构无人系统协同运动控制问题,基于事件触发通信策略,提出一种扰动条件下快速收敛的固定时间时变编队包含控制算法。首先,依据空地协同任务类型,将系统期望轨迹、多无人机和多无人车分别定义为三维... 针对以多无人机和多无人车组成的空地异构无人系统协同运动控制问题,基于事件触发通信策略,提出一种扰动条件下快速收敛的固定时间时变编队包含控制算法。首先,依据空地协同任务类型,将系统期望轨迹、多无人机和多无人车分别定义为三维追踪-领航者、三维编队-领导者以及二维跟随者。然后,基于系统各对象变量维度将其进行集群分组,根据分组集群变量维度在状态空间为整个空地系统构建兼容自由度差异特性的数学模型。接着,在空中层为三维编队-领导者设计分布式固定时间事件触发观测器来观测三维追踪-领航者的信息并基于观测信息为其设计固定时间编队控制器。最后在地面层为二维跟随者设计分布式固定时间事件触发凸包观测器来估计多个三维编队-领导者张成的凸包并为其设计固定时间编队包含控制器。理论分析表明,相比于传统固定时间编队控制算法的估计收敛时间上界,本文提出的固定时间编队控制算法保守性更低,其上界更接近系统队形真实的收敛时间。最后通过设置对比仿真验证了该说法。 展开更多

关键词 无人机-无人车系统 时变编队包含控制 事件触发通信 分布式协同观测 固定时间稳定收敛

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一种快速收敛的固定时间非奇异终端滑模控制方法 被引量：18

18

作者 田野 蔡远利 邓逸凡 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期677-685,共9页

针对一类具有匹配不确定性和扰动的二阶非线性系统,设计了一种具有快速固定时间收敛特性的非奇异终端滑模控制方法。首先,基于固定时间稳定性理论,提出了一种新型的固定时间稳定系统;然后,基于此固定时间稳定系统,设计了快速收敛的固定... 针对一类具有匹配不确定性和扰动的二阶非线性系统,设计了一种具有快速固定时间收敛特性的非奇异终端滑模控制方法。首先,基于固定时间稳定性理论,提出了一种新型的固定时间稳定系统;然后,基于此固定时间稳定系统,设计了快速收敛的固定时间非奇异终端滑模,并给出了其收敛时间上界。与传统有限时间收敛滑模相比,所设计固定滑模的收敛时间与系统初始系统状态无关,可以预先通过设计参数进行设置;此外,所提出的控制方案在收敛速度上优于现有典型固定时间滑模方法,并且以较低的控制能量获得更好的控制性能。应用于单级倒立摆跟踪和飞行器末制导问题,验证了所提出控制方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 固定时间收敛 滑模控制 非奇异终端滑模 时变非线性系统

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基于扩张状态观测器的3-RPS并联机器人固定时间滑模控制 被引量：1

19

作者 米钇朴 李壮举 +1 位作者 赵伟 曹少中 《机电工程》 北大核心 2025年第11期2189-2200,共12页

针对3-RPS并联机器人这类复杂的非惯性系多刚体系统在控制中的干扰不确定性和快速性等问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的固定时间收敛滑模控制(FTSMC)方法。首先,对3-RPS并联机器人进行了机构分析并建立了动力学方程,为后续控... 针对3-RPS并联机器人这类复杂的非惯性系多刚体系统在控制中的干扰不确定性和快速性等问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的固定时间收敛滑模控制(FTSMC)方法。首先,对3-RPS并联机器人进行了机构分析并建立了动力学方程,为后续控制器的设计提供了理论基础;然后,设计了一种能够实现误差固定时间收敛的固定时间滑模控制器,同时将系统的不确定项、干扰以及建模误差等影响因素统一归结为扩张状态,设计了扩张状态观测器(ESO),对其进行了估计,在滑模控制器的基础上进行了补偿,削减了控制信号中的抖振现象,进一步增强了系统在复杂环境下的抗干扰能力;最后,将ESO+FTSMC与PID控制器、滑模控制器(SMC)和非奇异终端滑模控制器(NTSMC)进行了对比仿真和实验,验证了基于扩张状态观测器(ESO)的固定时间滑模控制器的有效性。研究结果表明:基于扩张状态观测器(ESO)的固定时间收敛滑模控制器具有更好的快速性和更强的鲁棒性,可以在不同的初始状态下在固定时间内收敛到平衡点,具有固定时间收敛特性;在受到相同负载扰动时,较其他三种控制器,该方法扰动抑制能力分别提升了9%~27%,回稳时间提升了5.3%~11.3%。该方法具有较快的收敛速度,在面对外部干扰和系统不确定性时具有较强的鲁棒性,具有良好的工作性能,对3-RPS并联机器人在恶劣环境下的应用具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 并联机构 3-RPS并联机器人 扩张状态观测器 固定时间收敛滑模控制 控制稳定性 收敛特性

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多智能体系统自适应固定时间编队控制 被引量：3

20

作者 李嘉乐 钟绮霖 +1 位作者 肖杰 李国飞 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第2期600-607,共8页

针对领导者信息非全局已知以及系统非线性项未知的问题,提出自适应律,对领导者速度上界及非线性项参数上界进行估计,进而实现固定时间收敛的编队控制。首先,基于领导者-跟随者框架,构建二阶非线性多智能体模型;随之,根据反步法给出编队... 针对领导者信息非全局已知以及系统非线性项未知的问题,提出自适应律,对领导者速度上界及非线性项参数上界进行估计,进而实现固定时间收敛的编队控制。首先,基于领导者-跟随者框架,构建二阶非线性多智能体模型;随之,根据反步法给出编队控制律,以保证编队控制方法的固定时间收敛特性;同时,为了减轻系统计算负担和平滑虚拟控制律,引入固定时间收敛的滤波器。进一步,基于李雅普诺夫稳定性理论分析系统稳定性及固定时间收敛特性;最后,通过仿真验证参数自适应律和控制律的有效性。 展开更多

关键词 多智能体系统 编队控制 自适应律 固定时间收敛

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