基于奇异摄动法的平流层飞艇水平面轨迹优化 被引量：4

1

作者 洪陆合 林献武 兰维瑶 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期728-733,共6页

平流层飞艇作为一种低速飞行器对风场干扰具有很强的敏感性,它在水平面长距离逆风巡航时需要消耗较多的能量。针对此问题,提出了一种基于奇异摄动法的最小能量水平面轨迹优化方法。首先建立风场坐标系,将飞艇巡航到目标点的过程转化成... 平流层飞艇作为一种低速飞行器对风场干扰具有很强的敏感性,它在水平面长距离逆风巡航时需要消耗较多的能量。针对此问题,提出了一种基于奇异摄动法的最小能量水平面轨迹优化方法。首先建立风场坐标系,将飞艇巡航到目标点的过程转化成类似的最优拦截问题;根据飞艇运动学、动力学状态变量变化的特点,引入比例导引法,将其进行3个快慢时间尺度的划分,建立基于奇异摄动法的数学模型;再分别求解3个不同时间尺度上的子问题,得到解析解;最后,给出了一个仿真算例,结果表明,所提方法是有效的,具有一定的工程应用前景。 展开更多

关键词 轨迹优化 奇异摄动法 平流层飞艇 风场干扰

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液压柔性机械臂奇异摄动法控制 被引量：5

2

作者 曾克俭 李光 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1128-1131,共4页

将液压柔性机械臂系统分为相互耦合的两个部分,即柔性机械臂和液压伺服驱动系统,并通过一个驱动Jacobian矩阵构建其耦合关系。将作用于机械臂上的力视为一虚拟输入,运用奇异摄动法将柔性机械臂的模型分解为快慢两个子系统,其中慢变子系... 将液压柔性机械臂系统分为相互耦合的两个部分,即柔性机械臂和液压伺服驱动系统,并通过一个驱动Jacobian矩阵构建其耦合关系。将作用于机械臂上的力视为一虚拟输入,运用奇异摄动法将柔性机械臂的模型分解为快慢两个子系统,其中慢变子系统控制器完成对期望轨迹的跟踪,而快变子系统控制器抑制柔性臂的振动。在此基础上,采用反演控制设计方法,得到液压伺服阀的位移控制律,使液压油缸的实际输出力完全满足柔性臂所需要的驱动力。数字仿真的结果验证了设计控制器的正确性和有效性。 展开更多

关键词 柔性机械臂 液压驱动油缸 奇异摄动法 反演控制

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用改进的奇异摄动法设计飞行控制系统 被引量：1

3

作者 王忠俊 江云祥 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第2期239-246,共8页

本文应用Ｂ．Ｐｏｒｔｅｒ等提出的跟踪系统控制律设计的奇异摄动法设计飞行控制系统；引入特征结构配置进行量测矩阵Ｍ的选择；应用复数域内的奇异值分解方法计算矩阵的零空间以选取闭环系统特征向量；最后通过计算逆回差矩阵的最小奇... 本文应用Ｂ．Ｐｏｒｔｅｒ等提出的跟踪系统控制律设计的奇异摄动法设计飞行控制系统；引入特征结构配置进行量测矩阵Ｍ的选择；应用复数域内的奇异值分解方法计算矩阵的零空间以选取闭环系统特征向量；最后通过计算逆回差矩阵的最小奇异值之量分析了闭环系统的鲁律性． 展开更多

关键词 奇异摄动法 奇异值分解 量测矩阵M 鲁棒性 特征结构配置

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奇异摄动法在考虑执行机构系统设计中的应用

4

作者 张力军 程鹏 安锦文 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第6期773-777,共5页

针对被控对象的执行机构对控制系统的影响，采用三重时间尺度的奇异摄动方法来展示闭环跟踪系统的渐近结构特性，从而极大地方便了解耦控制律的设计和控制矩阵的确定．并以考虑执行机构及旋翼动态的某型直升机为例，进行了多重模型／解... 针对被控对象的执行机构对控制系统的影响，采用三重时间尺度的奇异摄动方法来展示闭环跟踪系统的渐近结构特性，从而极大地方便了解耦控制律的设计和控制矩阵的确定．并以考虑执行机构及旋翼动态的某型直升机为例，进行了多重模型／解耦控制律设计和仿真． 展开更多

关键词 时间尺度 解耦 执行机构 奇异摄动法 控制系统

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基于奇异摄动法的FFFSR全局滑模跟踪控制及ESO振动抑制 被引量：1

5

作者 庞哲楠 张国良 +2 位作者 羊帆 吴戈 陈志侃 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第23期14-22,共9页

针对存在参数不确定性和有界干扰的情况,讨论了自由漂浮柔性空间机器人(FFFSR)关节轨迹跟踪控制与柔性振动主动抑制的问题。利用奇异摄动法将系统分解为关节轨迹跟踪的慢变子系统和描述柔性振动的快变子系统,进而提出含慢、快变控制项... 针对存在参数不确定性和有界干扰的情况,讨论了自由漂浮柔性空间机器人(FFFSR)关节轨迹跟踪控制与柔性振动主动抑制的问题。利用奇异摄动法将系统分解为关节轨迹跟踪的慢变子系统和描述柔性振动的快变子系统,进而提出含慢、快变控制项的组合控制器;设计一种改进的全局滑模函数,利用低通滤波器抑制滑模抖振,实现全局鲁棒、快速收敛的关节轨迹跟踪;对于快变子系统,采用扩张状态观测器(ESO)对不易测量的柔性模态坐标导数和不确定扰动进行估计,并结合LQR方法,对柔性振动进行主动抑制。数值仿真表明,该组合控制器可以在有效抑制柔性振动的同时实现对期望关节轨迹的稳定跟踪。 展开更多

关键词 自由漂浮柔性空间机器人 奇异摄动法 全局滑模控制 低通滤波器 扩张状态观测器 不确定性

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基于奇异摄动法的固定翼无人机优化PID控制

6

作者 朱涵智 梅平 +2 位作者 刘云平 赵中原 张婷婷 《高技术通讯》 CAS 2022年第6期647-654,共8页

为了提高固定翼无人机(UAV)飞行控制的精准性与响应速度,降低因固定翼非线性系统耦合而造成的控制误差,提出了基于奇异摄动分解的固定翼无人机动力学建模及控制方法。首先对固定翼无人机的速度和姿态进行动力学建模,采用小扰动理论将非... 为了提高固定翼无人机(UAV)飞行控制的精准性与响应速度,降低因固定翼非线性系统耦合而造成的控制误差,提出了基于奇异摄动分解的固定翼无人机动力学建模及控制方法。首先对固定翼无人机的速度和姿态进行动力学建模,采用小扰动理论将非线性模型线性化。对于线性化处理后的固定翼无人机动力学模型,将速度、角度作为慢变量,角速度作为快变量,转换为奇异摄动模型,再对奇异摄动模型进行快慢分解,得到两个降阶子系统,即以线速度、角度为状态变量的慢子系统和以角速度为快变量的快子系统。分别对快、慢子系统设计比例积分微分(PID)控制器,最后,用Simulink仿真验证了基于快、慢分解的优化PID方法的可行性以及有效性。 展开更多

关键词 固定翼无人机(UAV) 奇异摄动法 比例积分微分(PID)控制 动力学建模 小扰动理论

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一种近似广义奇异摄动模型降阶算法 被引量：2

7

作者 姜立强 郭铮 何鸣 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第1期96-98,共3页

分析了平衡截断法、平衡奇异摄动法和广义平衡奇异摄动法存在的优缺点,提出了一种近似广义奇异摄动模型降阶算法。新算法在广义平衡奇异摄动法降阶过程中引入一个实参数代替矩阵,不仅集成了平衡截断法和奇异摄动法的优点,而且减少了计算... 分析了平衡截断法、平衡奇异摄动法和广义平衡奇异摄动法存在的优缺点,提出了一种近似广义奇异摄动模型降阶算法。新算法在广义平衡奇异摄动法降阶过程中引入一个实参数代替矩阵,不仅集成了平衡截断法和奇异摄动法的优点,而且减少了计算量,大大缓解了利用广义奇异摄动法得到的低阶系统可能面临的无法实现的问题。仿真结果表明方法简单有效。 展开更多

关键词 平衡系统 奇异摄动法 模型降阶

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保证闭环性能品质的奇异摄动类降阶方法 被引量：3

8

作者 张力军 程鹏 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期427-429,共3页

ZHANG L ijun CHENG Peng ( Departmentof Automatic Control,Beijing University of Aeronauticsand Astronautics,Beijing 10 0 0 83)

关键词 控制器降阶 奇异摄动降阶法 离散系统

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参数不确定与有界干扰自由飘浮柔性空间机械臂基于速度观测器的奇异摄动鲁棒控制及振动抑制 被引量：10

9

作者 于潇雁 陈力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期85-92,共8页

讨论载体位置、姿态均不受控情况下系统参数不确定与有界干扰自由漂浮柔性空间机械臂基于速度观测器的奇异摄动鲁棒控制及振动抑制问题。利用拉格朗日方程结合动量守恒原理获得自由飘浮柔性空间机械臂系统动力学方程;用奇异摄动法将柔... 讨论载体位置、姿态均不受控情况下系统参数不确定与有界干扰自由漂浮柔性空间机械臂基于速度观测器的奇异摄动鲁棒控制及振动抑制问题。利用拉格朗日方程结合动量守恒原理获得自由飘浮柔性空间机械臂系统动力学方程;用奇异摄动法将柔性空间机械臂系统分解为关于关节轨迹跟踪的慢变子系统与描述柔性杆件振动的快变子系统。以此为基础,提出含慢、快变控制项的复合控制器。将动态滑模观测器与鲁棒控制结合,获得系统慢变控制力矩实现关节轨迹跟踪。对快变子系统基于线性观测器及线性系统最优控制理论获得系统快变控制力矩实现柔性杆振动抑制。并数值仿真证实方法的有效性。该控制方案仅需精确的载体姿态、关节角位置及柔性振动模态坐标反馈,而无需测量载体姿态角速度、关节角速度及角加速度、柔性振动模态坐标导数及漂浮基位置、移动速度、移动加速度。 展开更多

关键词 飘浮基柔性空间机械臂 奇异摄动法 鲁棒控制 速度观测

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一类弱非线性振动问题的插值摄动解法 被引量：8

10

作者 袁镒吾 刘又文 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期115-119,共5页

用插值摄动法［１］求解一类有阻尼的弱非线性振动问题。算例表明，当小参数很小时，本文结果和多尺度法的一级近似结果十分接近。当小参数不是很小时（即接近于强非线性振动时），本文结果，仍然相当准确，并优于多尺度法的一级近似结果。

关键词 弱非线性振动 插值 奇异摄动法 非线性振动

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非线性问题的插值摄动解法 被引量：5

11

作者 袁镒吾 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1997年第11期1041-1048,共8页

本文用插值摄动法[1]求解几个非线性问题．算例表明，本文方法有很好的精度。

关键词 奇异摄动法 非线性力学 插值函数 摄动法

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小波在奇异摄动问题中的应用 被引量：1

12

作者 陈荣军 羿旭明 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期693-696,700,共5页

用小波数值方法处理线性和非线性奇异摄动问题 ,尤其对解的边界层性质进行数值探讨 。

关键词 应用 奇异摄动问题 边界层 小波分析 微分方程 解 奇异摄动法

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摄动法及其在电力系统中的应用 被引量：2

13

作者 程友良 牛东晓 刘力丰 《华北电力学院学报》 北大核心 1994年第3期78-84,共7页

首先介绍摄动法的基本概念，然后阐述三种主要的奇异摄动法，最后介绍其中的渐近展开匹配法、ＫＢ平均法及戴世强教授提出的推广的ＫＢ方法和改进的ＫＢＭ方法在现代电力系统非线性控制、非线性谐振分析及电机工程强非线性振动的研究中... 首先介绍摄动法的基本概念，然后阐述三种主要的奇异摄动法，最后介绍其中的渐近展开匹配法、ＫＢ平均法及戴世强教授提出的推广的ＫＢ方法和改进的ＫＢＭ方法在现代电力系统非线性控制、非线性谐振分析及电机工程强非线性振动的研究中的应用．以此展示出振动法在电力系统研究中的应用潜力． 展开更多

关键词 奇异摄动法 非线性控制 电力系统

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基于奇异摄动分解的固定翼无人机抗扰动滑模控制 被引量：1

14

作者 梅平 张豪 +2 位作者 朱涵智 苏东彦 赵迅 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第6期731-740,共10页

为了提高固定翼无人机的飞行控制精度,减少系统动态耦合和外界干扰对固定翼无人机飞行控制系统性能的影响,建立了固定翼无人机的奇异摄动模型,在此基础上提出基于干扰观测器的滑模控制方法.首先对固定翼无人机的速度和姿态进行动力学建... 为了提高固定翼无人机的飞行控制精度,减少系统动态耦合和外界干扰对固定翼无人机飞行控制系统性能的影响,建立了固定翼无人机的奇异摄动模型,在此基础上提出基于干扰观测器的滑模控制方法.首先对固定翼无人机的速度和姿态进行动力学建模,将固定翼无人机的动力学模型转换为奇异摄动模型,再对奇异摄动模型进行快慢分解完成解耦,得到两个降阶非耦合子系统,即以角速度为快变量的快子系统和以速度、姿态为慢变量的慢子系统,分别对角速度回路和速度、姿态回路设计基于干扰观测器的滑模控制器.最后,采用Simulink仿真验证了基于快、慢分解的固定翼无人机滑模控制方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 奇异摄动法 固定翼无人机 滑模控制 干扰观测器 动力学建模

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插值摄动法及其在力学中的应用

15

作者 袁镒吾 刘又文 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第2期151-155,共5页

本文研究了最高阶导数乘以小参数，或出现奇点的微分方程的定解问题，用插值摄动法求得了一级近似解，它和通常的奇异摄动法（匹配法、多尺度法）的一级近似解的精度相同。

关键词 奇异摄动法 插值 宇宙飞船

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球面摆势能的奇攝动解

16

作者 周光辉 《湖南师范大学自然科学学报》 CAS 1992年第1期31-34,共4页

球面摆铅直方向的运动由一非线性振动方程描述.在摆长充分大的情况下,视非线性项为微扰使问题转化弱非线性振动系统,应用奇异摄动方法求得其近似解,从而确定球面摆势能随时间的变化规律.

关键词 球面摆 非线性 振动 奇异摄动法

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柔性空间机械臂末端运动及柔性振动的模糊自适应补偿控制 被引量：23

17

作者 梁捷 陈力 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期45-57,共13页

讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,具有不确定参数的漂浮基柔性空间机械臂系统载体姿态与末端爪手惯性空间轨迹跟踪的模糊自适应补偿控制和柔性振动优化控制问题。利用拉格朗日方程和假设模态法并结合系统动量守恒关系,分析、建立... 讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,具有不确定参数的漂浮基柔性空间机械臂系统载体姿态与末端爪手惯性空间轨迹跟踪的模糊自适应补偿控制和柔性振动优化控制问题。利用拉格朗日方程和假设模态法并结合系统动量守恒关系,分析、建立了柔性空间机械臂系统的动力学方程及运动Jacobi关系。以此为基础,使用奇异摄动法和2种时间尺度的假设,将系统分解为轨迹跟踪控制器和振动控制器可分开设计的奇异摄动系统。对于快变子系统,使用全局最优线性二次调节器(LQR)控制方法来对柔性杆件的振动进行主动抑制。同时,针对系统参数不确定的情况,设计了一种标称计算力矩控制器附加模糊自适应补偿控制器的复合控制方案来保证慢变子系统载体姿态与末端爪手在惯性空间的轨迹跟踪。通过系统数值仿真证实了方法的有效性。 展开更多

关键词 固体力学 漂浮基柔性空间机械臂 奇异摄动法 惯性空间 模糊自适应补偿控制 振动优化控制

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柔性空间机械臂振动抑制的模糊终端滑模控制 被引量：11

18

作者 陈志勇 陈力 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期481-486,共6页

针对载体位置不受控、姿态受控的情况,提出了柔性空间机械臂振动抑制的模糊终端滑模控制方案。利用假设模态法、系统动量守恒关系及拉格朗日方法,导出了柔性空间机械臂的系统动力学方程。为解决柔性空间机械臂轨迹跟踪控制及振动抑制问... 针对载体位置不受控、姿态受控的情况,提出了柔性空间机械臂振动抑制的模糊终端滑模控制方案。利用假设模态法、系统动量守恒关系及拉格朗日方法,导出了柔性空间机械臂的系统动力学方程。为解决柔性空间机械臂轨迹跟踪控制及振动抑制问题,运用奇异摄动法将系统分解为慢变、快变两个子系统并分别设计了控制器。慢变子系统采用具有较强鲁棒性的模糊终端滑模控制方案,快变子系统则采用基于降阶状态观测器的线性二次型最优控制器(linear quadratic regulator,简称LQR)。数值模拟结果表明,本文的控制方案不仅保证了柔性空间机械臂载体姿态及机械臂各关节铰跟踪误差在有限时间内的收敛性,而且还大大地降低了滑模控制所固有的抖振,并对柔性臂的振动具有良好的抑制效果。 展开更多

关键词 奇异摄动法 模糊终端滑模控制 振动抑制 柔性空间机械臂

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漂浮基柔性空间机械臂的模糊H_∞鲁棒控制及柔性振动最优控制 被引量：6

19

作者 张丽娇 陈力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第18期2447-2452,共6页

讨论了存在外界干扰情况下漂浮基柔性空间机械臂的轨迹跟踪和振动抑制问题。结合系统动量守恒关系和拉格朗日方法建立了系统动力学模型。采用奇异摄动法的双时标分解方法,将系统分解描述为关节轨迹跟踪的慢变子系统与描述柔性杆件振动... 讨论了存在外界干扰情况下漂浮基柔性空间机械臂的轨迹跟踪和振动抑制问题。结合系统动量守恒关系和拉格朗日方法建立了系统动力学模型。采用奇异摄动法的双时标分解方法,将系统分解描述为关节轨迹跟踪的慢变子系统与描述柔性杆件振动的快变子系统。针对慢变子系统,设计了自适应模糊H_∞控制算法,用模糊逻辑系统去逼近系统的不确定项;同时,设计了H_∞鲁棒控制项,用它克服模糊逼近误差和外界干扰对输出跟踪误差的影响。针对快变子系统,采用线性二次最优控制方法主动抑制,以保证系统的稳定性。基于Lyapunov稳定性理论证明了该算法可确保控制系统是渐近稳定的。系统仿真结果说明了控制器的可靠性和有效性,所设计的控制方案使得系统的跟踪误差及柔性振动快速收敛。 展开更多

关键词 漂浮基柔性空间机械臂 奇异摄动法 自适应模糊 H∞鲁棒控制

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传动柔性提升机神经网络鲁棒控制及振动抑制 被引量：2

20

作者 王志刚 朱畅 郭宇飞 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第2期133-139,共7页

为了提高物料提升机的位置控制精度和抗冲击能力,设计一种神经网络鲁棒控制和振动抑制方法。将传动链、谐波驱动装置等传动部件的关节柔性简化为无惯量线性扭(弹)簧并引入物料提升机模型中,利用拉格朗日方法建立系统刚-柔耦合动力学方... 为了提高物料提升机的位置控制精度和抗冲击能力,设计一种神经网络鲁棒控制和振动抑制方法。将传动链、谐波驱动装置等传动部件的关节柔性简化为无惯量线性扭(弹)簧并引入物料提升机模型中,利用拉格朗日方法建立系统刚-柔耦合动力学方程。基于奇异摄动理论将系统降阶分解为快、慢两个子系统,并设计混合控制器,其中,表征柔性振动的快变子系统采用关节速度差值反馈来直接抑制振动,而表征刚性运动的慢变子系统则采用基于HJI理论和RBF神经网络的鲁棒控制,通过神经网络对系统参数误差进行自适应调整。仿真结果表明,所设计的控制器能克服系统参数误差及外界扰动的影响,实现物料提升机位置的精确控制,并能有效抑制柔性关节的振动,保持系统的稳定性。 展开更多

关键词 提升机 传动柔性 神经网络 鲁棒控制 振动抑制 奇异摄动法 HJI不等式

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