基于有限时间指令滤波反步法的船舶动力定位自适应控制

1

作者 陈兴华 韩旭 +2 位作者 刘彩云 夏国清 李娟 《船舶力学》 北大核心 2025年第4期547-559,共13页

本文研究船舶动力定位(DP)系统中存在的推进器动态特性、模型参数不确定、推进器输入饱和及外部扰动未知等问题,提出一种基于有限时间指令滤波反步法的鲁棒自适应动力定位控制方法,该方法不仅具有滤波反步法的优点还能保证控制系统在有... 本文研究船舶动力定位(DP)系统中存在的推进器动态特性、模型参数不确定、推进器输入饱和及外部扰动未知等问题,提出一种基于有限时间指令滤波反步法的鲁棒自适应动力定位控制方法,该方法不仅具有滤波反步法的优点还能保证控制系统在有限时间内收敛。首先,采用神经网络技术对系统中的非线性项进行逼近;其次,设计有限时间辅助动态系统(FTADS)解决推进器输入饱和问题;最后,结合设计的神经网络估计值和FTADS,采用有限时间指令滤波反步法对控制器进行设计,利用Lyapunov稳定性理论证明系统跟踪误差和参数估计误差是有限时间收敛的。并对所提控制方法进行仿真实验,仿真结果表明所提出的控制器是有效性的。 展开更多

关键词 动力定位系统 推进器动态特性 神经网络估计器 有限时间指令滤波反步法 有限时间收敛

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基于有限时间指令滤波的空间机器人性能约束鲁棒控制

2

作者 张昕伟 高鼎峰 +1 位作者 刘辽雪 郭毓 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第3期79-88,共10页

针对空间机器人在性能约束下的轨迹跟踪控制问题,提出一种基于指令滤波反步法的有限时间性能约束鲁棒控制策略.设计一种新型非对称正切型障碍Lyapunov函数,并将其与有限时间控制方法相结合,构建了基于有限时间指令滤波的性能约束控制方... 针对空间机器人在性能约束下的轨迹跟踪控制问题,提出一种基于指令滤波反步法的有限时间性能约束鲁棒控制策略.设计一种新型非对称正切型障碍Lyapunov函数,并将其与有限时间控制方法相结合,构建了基于有限时间指令滤波的性能约束控制方案.该方案不仅确保了空间机器人基座姿态角与机械臂关节角始终被限制在非对称预定区间内,而且实现了系统状态在有限时间收敛至期望轨迹.通过应用时变函数边界,进一步优化了系统的瞬态性能.基于汉密尔顿-雅可比不等式(Hamilton-Jacobi inequality,HJI)方法设计鲁棒控制器,有效抑制了外界不确定性扰动对空间机器人的影响.最后,利用Lyapunov稳定性理论证明系统状态变量均为有限时间稳定.对比仿真结果验证了所提控制策略的有效性和优越性. 展开更多

关键词 非对称正切型障碍Lyapunov函数 有限时间 指令滤波 反步法

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基于指令滤波的异步电动机时变约束有限时间控制

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作者 刘浩东 于金飞 +2 位作者 刘加朋 于慧慧 于金鹏 《控制工程》 北大核心 2025年第6期1111-1120,1136,共11页

针对考虑时变全状态约束的异步电动机系统的控制问题,提出了一种基于指令滤波器逼近技术的有限时间位置跟踪控制方案。首先,利用指令滤波器和模糊逻辑系统重构异步电动机系统中的未知非线性项,并应用凸优化技术构造模糊逻辑系统的更新... 针对考虑时变全状态约束的异步电动机系统的控制问题,提出了一种基于指令滤波器逼近技术的有限时间位置跟踪控制方案。首先,利用指令滤波器和模糊逻辑系统重构异步电动机系统中的未知非线性项,并应用凸优化技术构造模糊逻辑系统的更新律。其次,引入有限时间控制方法加快系统的收敛速度。最后,引入时变障碍李雅普诺夫函数,确保系统的状态量被约束在预定义的紧集内。仿真结果表明,该方法可以实现对期望信号的快速有效跟踪。 展开更多

关键词 异步电动机 有限时间控制 指令滤波 时变约束

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全状态约束下柔性关节自由飞行空间机器人有限时间指令滤波鲁棒跟踪控制

4

作者 高鼎峰 顾秀涛 +1 位作者 郭毓 刘辽雪 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期556-567,共12页

针对存在外部扰动、动力学耦合及全状态约束的柔性关节自由飞行空间机器人轨迹跟踪控制问题,基于拉格朗日方法建立了基座位置/姿态受控的柔性关节自由飞行空间机器人动力学模型,提出了一种全状态约束有限时间H∞轨迹跟踪控制方法。在带... 针对存在外部扰动、动力学耦合及全状态约束的柔性关节自由飞行空间机器人轨迹跟踪控制问题,基于拉格朗日方法建立了基座位置/姿态受控的柔性关节自由飞行空间机器人动力学模型,提出了一种全状态约束有限时间H∞轨迹跟踪控制方法。在带有滤波误差补偿的指令滤波反步法控制框架下,结合障碍Lyapunov函数和有限时间理论,设计了一种指令滤波有限时间全状态约束控制方法,将系统状态始终限定在约束区间内的同时,保证系统的有限时间收敛性能。此外,采用H∞控制理论抑制外部扰动的影响。通过Lyapunov稳定性定理证明了系统所有状态变量能够在有限时间内收敛至原点的任意小邻域内。仿真验证了所提控制方法的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 柔性关节自由飞行空间机器人 指令滤波 全状态约束 有限时间 障碍Lyapunov函数 H∞控制理论

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机电伺服系统有限时间自适应反步控制方法研究 被引量：1

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作者 邱佳华 李泽 +2 位作者 周成龙 崔国增 郝万君 《机床与液压》 北大核心 2024年第9期87-93,185,共8页

机电伺服系统存在未建模动态及不可避免的未知扰动,会严重影响系统的伺服性能。针对未知扰动下机电伺服系统惯性负载的角位移跟踪控制问题,考虑未建模动态对系统的影响,提出一种基于有限时间的模糊自适应指令滤波反步控制方法,能有效补... 机电伺服系统存在未建模动态及不可避免的未知扰动,会严重影响系统的伺服性能。针对未知扰动下机电伺服系统惯性负载的角位移跟踪控制问题,考虑未建模动态对系统的影响,提出一种基于有限时间的模糊自适应指令滤波反步控制方法,能有效补偿系统中的未知扰动和未建模动态,具有良好的惯性负载角位移跟踪控制效果。针对系统中存在的未知外部扰动及未建模动态,结合滤波反步法和模糊控制理论,使用模糊逻辑系统逼近未知非线性动态同时构造自适应控制器。考虑到微分计算带来的计算爆炸问题,构建有限时间指令滤波器,降低了系统的计算复杂度,并通过设计滤波误差补偿机制,对滤波误差项进行补偿,保证滤波信号的逼近能力,提升系统跟踪控制性能。通过稳定性分析,证明所设计的控制器能够保证系统的跟踪误差在有限时间内收敛。最后通过仿真实验,验证了所提控制方法的有效性。 展开更多

关键词 机电伺服系统 有限时间 未建模动态 反步法 模糊控制

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基于反步法的柔性关节空间机器人预定时间跟踪控制

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作者 刘辽雪 王璐 +1 位作者 郭毓 郭健 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期547-555,共9页

针对一类柔性关节空间机器人的高阶非线性系统轨迹跟踪控制问题,该文提出一种具有预定时间收敛性能的控制器设计方案。基于预定时间控制理论,采用反步法设计了控制律,并构造新型非线性滤波器处理反步法中虚拟控制律多次求导所造成的微... 针对一类柔性关节空间机器人的高阶非线性系统轨迹跟踪控制问题,该文提出一种具有预定时间收敛性能的控制器设计方案。基于预定时间控制理论,采用反步法设计了控制律,并构造新型非线性滤波器处理反步法中虚拟控制律多次求导所造成的微分项膨胀问题。在此基础上,设计了一种避奇异辅助函数,解决了预定时间控制算法框架中对分数次幂项求导所产生的奇异问题。通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统的半全局预定时间一致最终有界。仿真结果验证了所设计控制方案能够有效抑制柔性关节振动,使跟踪误差在预定时间内收敛,且避免了因奇异问题导致的控制力矩抖振现象。 展开更多

关键词 空间机器人 反步法 非线性滤波器 预定时间控制 避奇异辅助函数

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基于反步法的有限时间机器人环航控制器设计 被引量：5

7

作者 张春燕 盛安冬 +1 位作者 戚国庆 李银伢 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期540-552,共13页

以二维运动目标的环航跟踪为背景,在非完整机器人速度受限情形下,设计了一类以规定环绕速率沿固定半径跟踪目标的控制器.首先,由极坐标系下的环航系统模型,利用反步法给出了一种使系统达到渐近稳定的控制器.进一步,考虑机器人在有限时... 以二维运动目标的环航跟踪为背景,在非完整机器人速度受限情形下,设计了一类以规定环绕速率沿固定半径跟踪目标的控制器.首先,由极坐标系下的环航系统模型,利用反步法给出了一种使系统达到渐近稳定的控制器.进一步,考虑机器人在有限时间内达到跟踪要求的工程需求,利用饱和函数和Lyapunov稳定性理论,设计了一种使机器人运动轨迹在有限时间内收敛到期望轨迹的有限时间饱和控制器.最后,数值算例验证了所提控制律的有效性. 展开更多

关键词 环航跟踪 非完整机器人 反步法 输入饱和 有限时间稳定

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四旋翼飞行器有限时间命令滤波反步控制 被引量：4

8

作者 杨伟 崔国增 +1 位作者 李泽 陶重犇 《控制工程》 CSCD 北大核心 2022年第9期1557-1565,共9页

针对具有参数不确定性和外部干扰的四旋翼飞行器轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于命令滤波的有限时间自适应控制策略。通过引入有限时间命令滤波器,实现了对虚拟控制信号导数的快速逼近,进而有效地避免了传统反步设计法中存在的维数爆... 针对具有参数不确定性和外部干扰的四旋翼飞行器轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于命令滤波的有限时间自适应控制策略。通过引入有限时间命令滤波器,实现了对虚拟控制信号导数的快速逼近,进而有效地避免了传统反步设计法中存在的维数爆炸问题。设计新的分数阶误差补偿机制,快速移除了滤波误差影响,进一步提高了系统的控制性能。利用有限时间稳定性理论,严格证明了闭环系统中所有信号在有限时间内有界,且位置及姿态跟踪误差在有限时间内收敛到原点附近的邻域内。最后,仿真比较算例验证了所提控制方案的有效性。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 命令滤波 反步控制 有限时间控制

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基于指令滤波的PMSMs全状态约束有限时间控制 被引量：3

9

作者 于慧慧 于金鹏 +1 位作者 刘加朋 于海生 《控制工程》 CSCD 北大核心 2023年第1期18-26,共9页

针对考虑全状态约束的永磁同步电动机系统,提出了一种基于指令滤波技术的神经网络自适应有限时间位置跟踪控制方案。首先,利用有限时间控制加快系统收敛、减小跟踪误差以及有效解决系统的负载转矩扰动问题;其次,引入指令滤波技术解决传... 针对考虑全状态约束的永磁同步电动机系统,提出了一种基于指令滤波技术的神经网络自适应有限时间位置跟踪控制方案。首先,利用有限时间控制加快系统收敛、减小跟踪误差以及有效解决系统的负载转矩扰动问题;其次,引入指令滤波技术解决传统反步控制的“计算爆炸”问题,设计有限时间误差补偿机制抑制了滤波误差的影响;最后,运用神经网络自适应技术处理系统中未知的非线性函数,引入障碍Lyapunov函数确保系统的状态量被约束在预定义的紧集内。仿真和实验结果表明,该方法可以实现对期望信号快速有效的跟踪。 展开更多

关键词 永磁同步电动机 有限时间控制 指令滤波 全状态约束 神经网络自适应控制

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严反馈系统的指令滤波自适应反步法控制 被引量：5

10

作者 吉月辉 周海亮 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第12期2191-2196,共6页

针对控制方向未知和参数不确定/非参数化不确定下的非线性严反馈系统,论文研究一类指令滤波自适应反步法,避免传统反步法中虚拟控制的解析求导过程,解决传统反步法中“计算膨胀”问题。综合指令滤波反步法、滑模积分滤波器、非线性小增... 针对控制方向未知和参数不确定/非参数化不确定下的非线性严反馈系统,论文研究一类指令滤波自适应反步法,避免传统反步法中虚拟控制的解析求导过程,解决传统反步法中“计算膨胀”问题。综合指令滤波反步法、滑模积分滤波器、非线性小增益定理和Nussbaum函数,设计满足输入状态实用稳定性条件(ISpS)的自适应控制策略。为严反馈系统的稳定跟踪控制提供一类简洁有效的控制思路。基于机翼摇晃模型实现了数值仿真,验证所提出控制策略的有效性。 展开更多

关键词 指令滤波自适应反步法控制 不确定严反馈系统 NUSSBAUM函数

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柔性关节机械手有限时间命令滤波反步控制 被引量：3

11

作者 王冬冬 赵林 于金鹏 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第7期1474-1482,共9页

针对不确定柔性关节机械手的跟踪控制问题,设计了一种自适应神经网络有限时间命令滤波反步控制器。该控制器在经典反步控制技术的基础上,采用有限时间命令滤波器克服了传统反步法在计算虚拟信号导数时存在的复杂计算问题,并进一步设计... 针对不确定柔性关节机械手的跟踪控制问题,设计了一种自适应神经网络有限时间命令滤波反步控制器。该控制器在经典反步控制技术的基础上,采用有限时间命令滤波器克服了传统反步法在计算虚拟信号导数时存在的复杂计算问题,并进一步设计了误差补偿机制,有效地补偿了命令滤波器造成的滤波误差。利用神经网络对系统模型中的不确定动态进行逼近,最终通过李雅普诺夫方法证明了所提出的控制方法能保证关节位置跟踪误差在有限时间内收敛到期望的邻域内,且闭环系统内的信号都在有限时间内有界。通过数值模拟验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 自适应神经控制 柔性关节机械手 命令滤波反步控制 有限时间收敛

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基于指令滤波的全状态约束海洋水面船舶有限时间轨迹跟踪控制 被引量：10

12

作者 胡明月 于双和 +2 位作者 李云云 阎妍 赵颖 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期271-280,共10页

该文研究了由外部时变干扰和模型不确定性构成的复合扰动作用下,具有全状态约束的海洋水面船舶(MSV)的有限时间轨迹跟踪控制问题。首先,引入有限时间扰动观测器来精确估计由外部扰动和模型不确定性构成的复合扰动。其次,将障碍李雅普诺... 该文研究了由外部时变干扰和模型不确定性构成的复合扰动作用下,具有全状态约束的海洋水面船舶(MSV)的有限时间轨迹跟踪控制问题。首先,引入有限时间扰动观测器来精确估计由外部扰动和模型不确定性构成的复合扰动。其次,将障碍李雅普诺夫函数、反步法和有限时间稳定性理论相结合,实现全状态约束。采用有限时间指令滤波器对虚拟控制律求导,既避免了微分膨胀问题,也避免了奇异问题。然后,引入有限时间滤波误差补偿系统,处理滤波误差的影响。基于有限时间稳定性理论,证明该文控制策略下的跟踪误差在有限时间内可以收敛到零点附近小邻域。最后,通过MATLAB仿真进一步验证了控制方案的有效性。将该文有限时间全状态约束轨迹跟踪控制(FCTC)方法和自适应全状态约束轨迹跟踪控制(ACTC)方法进行对比,结果显示:FCTC方法下实际位置和速度轨迹能在有限时间内精确地跟踪上期望的位置和速度轨迹,可保证跟踪误差不超过预定的约束;FCTC比ACTC具有更快的瞬态响应,并且稳态误差比ACTC小。 展开更多

关键词 指令滤波 海洋水面船舶 有限时间 轨迹跟踪控制 扰动观测器 障碍李雅普诺夫函数

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有限时间滤波反步滑模自适应舵减摇控制

13

作者 刘嘉昊 刘志全 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第6期97-105,共9页

[目的]针对欠驱动船舶在未知海浪扰动下的舵减摇控制问题,设计一种基于有限时间收敛的滤波反步滑模自适应控制器。[方法]首先,针对常规反步法中微分爆炸问题,引入一阶滤波器,以避免对虚拟控制律的求导;然后,根据有限时间控制理论,通过... [目的]针对欠驱动船舶在未知海浪扰动下的舵减摇控制问题,设计一种基于有限时间收敛的滤波反步滑模自适应控制器。[方法]首先,针对常规反步法中微分爆炸问题,引入一阶滤波器,以避免对虚拟控制律的求导;然后,根据有限时间控制理论,通过滤波反步法与滑模自适应控制方法,设计有限时间收敛的舵减摇控制律;最后,通过李雅普诺夫稳定性理论,证明航向子系统和减摇子系统的稳定性。[结果]仿真结果表明,在不同海浪扰动下,所设计控制器使船舶能够在有限时间内追踪航向并实现减摇效果;与反步滑模控制相比,所设计控制器可改善船舶航向保持控制性能,减摇率提升了5%。[结论]所提方法可为欠驱动船舶舵减摇控制问题提供参考。 展开更多

关键词 欠驱动船舶 舵减摇 滤波反步法 有限时间控制

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组合体航天器有限时间超螺旋反步姿态控制 被引量：10

14

作者 马广富 高寒 +2 位作者 吕跃勇 宋婷 袁建平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1168-1176,共9页

针对服务航天器与非合作空间目标构成的组合体航天器的姿态控制问题,提出一种基于干扰观测器的有限时间控制策略。首先,设计一种改进的超螺旋干扰观测器对由非合作目标导致的较大转动惯量不确定性及外界干扰进行观测,并分析了观测误差... 针对服务航天器与非合作空间目标构成的组合体航天器的姿态控制问题,提出一种基于干扰观测器的有限时间控制策略。首先,设计一种改进的超螺旋干扰观测器对由非合作目标导致的较大转动惯量不确定性及外界干扰进行观测,并分析了观测误差的有限时间收敛特性;然后,结合反步法设计了有限时间姿态控制器,同时引入指令滤波器提高了反步法的控制性能;最后,通过数值仿真校验了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 组合体航天器 超螺旋干扰观测器 有限时间 反步姿态控制 指令滤波器

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四旋翼飞行器预定时间自适应轨迹跟踪控制

15

作者 朱官超 崔国增 +1 位作者 马倩 李泽 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第3期601-608,共8页

针对具有外部扰动和动态不确定性的四旋翼飞行器,本文提出了基于指令滤波反步法的预定时间自适应轨迹跟踪控制方案.通过引入指令滤波和构建非光滑误差补偿机制,有效地解决了“复杂性爆炸”的问题,并且在预定的时间内移除了滤波误差对系... 针对具有外部扰动和动态不确定性的四旋翼飞行器,本文提出了基于指令滤波反步法的预定时间自适应轨迹跟踪控制方案.通过引入指令滤波和构建非光滑误差补偿机制,有效地解决了“复杂性爆炸”的问题,并且在预定的时间内移除了滤波误差对系统性能的影响.所提出的预定时间自适应轨迹跟踪控制方案保证了闭环系统实际预定时间稳定,且闭环信号是预定时间有界的.通过调整控制参数,可以使得位置和姿态跟踪误差在预定的时间内收敛到原点附近的邻域内.最后,通过仿真算例验证了所提出的预定时间控制算法的有效性和优越性. 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 预定时间控制 指令滤波反步法

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基于漂角观测的无人帆船反步自适应控制

16

作者 邵康健 刘道发 《现代电子技术》 北大核心 2025年第3期129-134,共6页

针对无人帆船路径跟踪控制问题,提出基于双有限时间漂角观测器的视线法制导和反步自适应控制方案。双有限时间漂角观测器对时变漂角进行了精确观测,观测误差有限时间收敛,提高了视线法制导的鲁棒性和精度。对于航向追踪,采用反步法设计... 针对无人帆船路径跟踪控制问题,提出基于双有限时间漂角观测器的视线法制导和反步自适应控制方案。双有限时间漂角观测器对时变漂角进行了精确观测,观测误差有限时间收敛,提高了视线法制导的鲁棒性和精度。对于航向追踪,采用反步法设计控制器,动态面滤波器来解决虚拟控制律的微分爆破问题,自适应更新律补偿无人帆船的外部扰动。通过仿真实验表明,有限时间观测器提高了对漂角的观测精度,并且基于双有限时间漂角观测的视线法具有更加精确的路径跟踪效果,反步自适应控制器具有良好的控制效果。 展开更多

关键词 漂角 有限时间观测 无人帆船 路径跟随 自适应控制 反步法

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近距离跟踪指向空间非合作目标有限时间控制 被引量：5

17

作者 马广富 孙延超 +1 位作者 凌惠祥 李传江 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期8-15,共8页

追踪航天器在对空间非合作目标进行近距离跟踪与监视时,需要接近非合作目标并从特定方位保持对目标的指向与观测.针对非合作目标存在姿态翻滚以及未知轨道机动时追踪航天器保持近距离跟踪与指向的问题,在视线坐标系和体坐标系下分别建... 追踪航天器在对空间非合作目标进行近距离跟踪与监视时,需要接近非合作目标并从特定方位保持对目标的指向与观测.针对非合作目标存在姿态翻滚以及未知轨道机动时追踪航天器保持近距离跟踪与指向的问题,在视线坐标系和体坐标系下分别建立了相对轨道和姿态的动力学方程,并构建了对轨道与姿态同步控制的六自由度模型,利用RBF神经网络对系统不确定性及未知的目标运动参数进行自适应估计和补偿,采用反步法思想设计控制器使追踪航天器在有限时间内收敛到期望的相对轨道和姿态并维持保持状态.进一步考虑控制输入饱和、死区等非线性特性,对控制律进行改进.改进后的控制算法可以有效地提高控制精度,仿真结果验证了控制对象模型和控制算法的有效性. 展开更多

关键词 空间非合作目标 视线坐标系 有限时间控制 RBF神经网络 反步法 输入受限

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机械系统的快速有限时间跟踪控制及其在航天器交会中的应用（英文） 被引量：5

18

作者 张凯 段广仁 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期87-95,共9页

针对一类具有匹配干扰的二阶机械系统,本文研究了快速有限时间跟踪控制问题.结合有限时间反步法和非奇异快速终端滑模,本文提出了一种新的快速有限时间控制律,并给出了控制器参数所需满足的充分条件以保证系统的快速有限时间稳定性.进... 针对一类具有匹配干扰的二阶机械系统,本文研究了快速有限时间跟踪控制问题.结合有限时间反步法和非奇异快速终端滑模,本文提出了一种新的快速有限时间控制律,并给出了控制器参数所需满足的充分条件以保证系统的快速有限时间稳定性.进一步地,在一定情形下,所设计的快速有限时间控制律能够退化为经典的反步法、有限时间控制律和非奇异快速终端滑模控制律.最终,将所设计的控制律应用于航天器交会系统,数值仿真结果验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 机械系统 快速有限时间控制 反步法 参考轨迹跟踪

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永磁同步电机有限时间预设性能控制 被引量：7

19

作者 陈子印 林喆 +1 位作者 贾鹤鸣 王鹏 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期479-488,共10页

为实现扰动作用下对永磁同步电机角位置伺服系统的高瞬态和稳态跟踪性能控制,本文提出一种具有预设性能约束的有限时间控制方法.首先,设计扰动观测器实现对负载力矩扰动的估计与补偿.其次,引入有限时间预设性能函数以保证角跟踪误差的... 为实现扰动作用下对永磁同步电机角位置伺服系统的高瞬态和稳态跟踪性能控制,本文提出一种具有预设性能约束的有限时间控制方法.首先,设计扰动观测器实现对负载力矩扰动的估计与补偿.其次,引入有限时间预设性能函数以保证角跟踪误差的动态性能,并通过可逆变换将受不等式约束的角位置跟踪误差转换为等效的无约束误差形式.然后,将有限时间指令滤波反步法应用于控制器设计中,不仅可以避免“微分爆炸”的现象,而且能够保证跟踪误差的有限时间内收敛.最后,通过仿真实验验证了该算法的有效性和对扰动的鲁棒性. 展开更多

关键词 永磁同步电机 有限时间预设性能 有限时间控制 滤波反步法 扰动观测器

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不确定电液伺服系统的时变输出约束自适应滤波控制 被引量：1

20

作者 潘昌忠 何广 +2 位作者 李智靖 周兰 熊培银 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1819-1828,共10页

针对电液伺服系统位置跟踪控制中存在的输出约束和不确定性问题,提出一种基于正切型时变障碍Lyapunov函数的输出约束自适应滤波控制方法。构造具有时变约束边界的正切型时变障碍Lyapunov函数,通过时变边界函数的参数设置,使系统输出具... 针对电液伺服系统位置跟踪控制中存在的输出约束和不确定性问题,提出一种基于正切型时变障碍Lyapunov函数的输出约束自适应滤波控制方法。构造具有时变约束边界的正切型时变障碍Lyapunov函数,通过时变边界函数的参数设置,使系统输出具有较好的瞬态和稳态性能;设计径向基函数(RBF)神经网络及权重自适应学习律,在线逼近由模型不确定性和未知干扰组成的复合干扰,并将逼近值用于反馈控制;采用二阶指令滤波反步法设计状态反馈控制律和误差补偿机制,避免反步设计中“计算爆炸”的问题,同时消除滤波误差,提高系统位置跟踪精度;依据Lyapunov稳定性理论证明闭环系统中所有误差信号的收敛性。仿真结果表明:系统的稳态误差在所提方法下约为3.48×10^(-8)m,相比于其他控制方法,跟踪误差始终约束在时变的约束边界内,跟踪精度和控制性能均得到提升。 展开更多

关键词 电液伺服系统 时变障碍Lyapunov函数 径向基函数神经网络 指令滤波 误差补偿 反步法

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