双摆机器人倒立点到悬垂点的欠驱动控制研究 被引量：1

1

作者 但远宏 杨武 +2 位作者 唐继强 谭智 张小川 《机床与液压》 北大核心 2019年第15期29-32,37,共5页

双摆机器人的原型为旋转二级倒立摆,用单输入进行3个自由度的控制,属于典型的欠驱动控制系统。双摆杂技机器人具有4个平衡点:Down-Down、Down-Up、Up-Down、Up-Up,针对从Up-Up倒立平衡点到Down-Down悬垂平衡点的运动控制问题,采用基于... 双摆机器人的原型为旋转二级倒立摆,用单输入进行3个自由度的控制,属于典型的欠驱动控制系统。双摆杂技机器人具有4个平衡点:Down-Down、Down-Up、Up-Down、Up-Up,针对从Up-Up倒立平衡点到Down-Down悬垂平衡点的运动控制问题,采用基于动觉智能图式的仿人智能控制理论,首先对目标过程进行了控制任务分解与控制模态划分,分为初始扰动、内杆缓降、内杆稳定外杆限幅、双杆稳定4个控制阶段;然后针对每个阶段设计了对应的感知图式、运动图式与关联图式;最后在双摆杂技机器人装置上进行了实时控制实验,验证了控制方法的有效性。 展开更多

关键词 双摆机器人 仿人智能控制 欠驱动控制 图式理论 UU2DD

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基于(W，Z)参数化的微小卫星喷气欠驱动控制

2

作者 刘海颖 王惠南 陈志明 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期229-233,共5页

针对欠驱动微小卫星的姿态稳定问题,提出了基于(w,z)参数化的稳定控制方案.(w,z)参数化是一种新的姿态描述方法,它通过两次垂直的旋转来表示卫星的姿态,补充了一次旋转的四元数法和三次旋转的欧拉角法等姿态描述的完整性.采用(w,z)参数... 针对欠驱动微小卫星的姿态稳定问题,提出了基于(w,z)参数化的稳定控制方案.(w,z)参数化是一种新的姿态描述方法,它通过两次垂直的旋转来表示卫星的姿态,补充了一次旋转的四元数法和三次旋转的欧拉角法等姿态描述的完整性.采用(w,z)参数化法建立了微小卫星的运动学和动力学模型,并设计了旋转轴稳定、角速率稳定以及姿态稳定等控制律,应用于非对称欠驱动卫星的稳定控制.以采用PWM(Pulse W idth Modulation)技术的微型喷气系统作为执行机构进行欠驱动控制的仿真实验,表明了所提出控制方法的有效性. 展开更多

关键词 微小卫星 欠驱动控制 姿态控制 喷气系统 脉宽调制(PWM)

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考虑状态约束的绳系组合体欠驱动控制

3

作者 郭新程 孟中杰 鲁迎波 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2022年第2期47-53,共7页

针对空间绳系机器人抓捕失稳目标后组合体稳定控制问题,提出一种考虑状态约束的欠驱动控制方法.在建立绳系系统动力学模型的基础上,设计辅助函数保证状态约束,基于能量法的控制框架设计欠驱动稳定控制器.从数学上证明了系统状态满足约... 针对空间绳系机器人抓捕失稳目标后组合体稳定控制问题,提出一种考虑状态约束的欠驱动控制方法.在建立绳系系统动力学模型的基础上,设计辅助函数保证状态约束,基于能量法的控制框架设计欠驱动稳定控制器.从数学上证明了系统状态满足约束、稳定且能收敛到期望值.对设计的控制器进行仿真验证,并与传统分层滑模控制器进行对比.仿真结果表明本文控制方法的优越性,组合体姿态角变化范围更小,收敛时间更短,控制精度更高. 展开更多

关键词 空间绳系机器人 组合体控制 欠驱动控制 状态约束

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欠驱动航天器模糊自适应增强耦合姿态控制

4

作者 孟中杰 卢俊杰 《中国空间科学技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期11-19,共9页

在快速轨道机动期间,针对固体推进作用下推力偏心、安装误差等因素带来的姿态强干扰问题,提出了一种基于推力矢量控制技术的航天器姿态欠驱动智能控制方法。首先,建立了航天器姿态误差动力学模型,并分析推力矢量控制输入的欠驱动特性。... 在快速轨道机动期间,针对固体推进作用下推力偏心、安装误差等因素带来的姿态强干扰问题,提出了一种基于推力矢量控制技术的航天器姿态欠驱动智能控制方法。首先,建立了航天器姿态误差动力学模型,并分析推力矢量控制输入的欠驱动特性。然后,考虑强干扰不确定性和滚转通道耦合弱的问题,设计了基于增强耦合策略与自适应模糊观测器的欠驱动智能控制律,结合模糊逻辑函数逼近强干扰不确定项并引入控制律中,实现航天器的姿态欠驱动智能控制,通过Lyapunov理论证明了系统的稳定性。最后,通过与分层滑模控制方法进行对比仿真,验证了所设计的方法能够使得三轴姿态稳定时间缩短14%,滚转通道耦合弱产生的静差被有效消除,为快速轨道机动期间的强干扰抑制技术提供基础。 展开更多

关键词 快速轨道机动 欠驱动控制 智能控制 增强耦合 自适应模糊观测器

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非完全对称欠驱动高速无人艇轨迹跟踪控制 被引量：14

5

作者 万磊 董早鹏 +1 位作者 李岳明 何斌 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期95-103,共9页

研究一类非完全对称欠驱动无人艇的轨迹跟踪控制问题,考虑系统阻尼系数矩阵和惯性系数矩阵非对角线元素存在非零项,且阻尼系数随着航速变化的情况,首先通过两次全局微分同胚变换将系统矩阵变换为级联系统的形式,使控制模型得以简化;然... 研究一类非完全对称欠驱动无人艇的轨迹跟踪控制问题,考虑系统阻尼系数矩阵和惯性系数矩阵非对角线元素存在非零项,且阻尼系数随着航速变化的情况,首先通过两次全局微分同胚变换将系统矩阵变换为级联系统的形式,使控制模型得以简化;然后基于简化后的模型构建轨迹跟踪误差模型,将轨迹跟踪问题转化为误差的镇定问题,同时基于级联系统理论和Lyapunov直接法设计了误差镇定控制器,该控制器能够实现非完全对称欠驱动高速无人艇的任意参考轨迹的跟踪控制,包括原点的镇定控制。最后通过仿真实验验证了所设计控制器的有效性。 展开更多

关键词 非完全对称 高速无人艇 轨迹跟踪 欠驱动控制 全局微分同胚变换 级联系统

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带输入饱和的欠驱动吊车非线性信息融合控制 被引量：12

6

作者 胡洲 王志胜 甄子洋 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1522-1527,共6页

针对欠驱动吊车系统的控制问题,提出了一种非线性信息融合控制方法.通过融合二次型性能指标函数中包含的未来参考轨迹和控制能量的软约束信息,以及吊车系统状态方程和输出方程的硬约束信息,获得协状态和控制量的最优估计.针对控制量输... 针对欠驱动吊车系统的控制问题,提出了一种非线性信息融合控制方法.通过融合二次型性能指标函数中包含的未来参考轨迹和控制能量的软约束信息,以及吊车系统状态方程和输出方程的硬约束信息,获得协状态和控制量的最优估计.针对控制量输入饱和的问题,提出了一种控制能量软约束信息自适应调节算法,使求出的控制量满足限制要求.信息融合控制方法基于被控对象的离散模型设计,具有易于实现的特点.仿真结果表明了该方法的有效性. 展开更多

关键词 信息融合控制 吊车系统 欠驱动控制 输入饱和

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欠驱动无人艇路径跟踪控制算法 被引量：10

7

作者 陈霄 刘忠 +1 位作者 董蛟 张建强 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2018年第3期107-112,共6页

针对欠驱动无人艇水平面内的路径跟踪问题,首先建立了无人艇的运动学和动力学模型;然后,基于视线导引策略和输出反馈控制思想设计了路径跟踪控制算法;最后,通过对无人艇位置误差镇定、航向角和纵向速度的跟踪控制,实现了三自由度欠驱动... 针对欠驱动无人艇水平面内的路径跟踪问题,首先建立了无人艇的运动学和动力学模型;然后,基于视线导引策略和输出反馈控制思想设计了路径跟踪控制算法;最后,通过对无人艇位置误差镇定、航向角和纵向速度的跟踪控制,实现了三自由度欠驱动无人艇直线和曲线路径跟踪。理论分析和仿真实验证明:所提出的路径跟踪控制算法具有较小的稳态误差和良好的动态性能。 展开更多

关键词 欠驱动控制 无人艇 视线导引 输出反馈控制 路径跟踪

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高性能欠驱动水面机器人的有限时间跟踪控制 被引量：1

8

作者 刘海涛 田雪虹 王贵 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期203-214,共12页

针对一类非完全对称的高性能欠驱动水面机器人系统,提出一种有限时间收敛的跟踪控制器.利用全局微分同胚变换得到非线性级联系统的形式,将原系统的跟踪控制问题转化为非线性级联系统的控制问题.基于有限时间Lyapunov理论,设计一种有限... 针对一类非完全对称的高性能欠驱动水面机器人系统,提出一种有限时间收敛的跟踪控制器.利用全局微分同胚变换得到非线性级联系统的形式,将原系统的跟踪控制问题转化为非线性级联系统的控制问题.基于有限时间Lyapunov理论,设计一种有限时间控制器,获得了较高的响应特性和跟踪精度.通过理论分析和仿真实验说明了该方法的有效性和可行性. 展开更多

关键词 水面机器人 有限时间控制 欠驱动控制 级联系统

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基于非对称模型的欠驱动无人海洋运载器轨迹跟踪控制 被引量：6

9

作者 董早鹏 万磊 +3 位作者 孙玉山 刘涛 李岳明 张国成 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期471-481,共11页

研究一类欠驱动无人海洋运载器(UMV)的轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于非对称模型的积分反步控制方法。建立了非完全对称(左右对称、前后不对称)的欠驱动UMV水平面运动模型,考虑了系统阻尼系数矩阵和惯性系数矩阵非对角线元素存在非零... 研究一类欠驱动无人海洋运载器(UMV)的轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于非对称模型的积分反步控制方法。建立了非完全对称(左右对称、前后不对称)的欠驱动UMV水平面运动模型,考虑了系统阻尼系数矩阵和惯性系数矩阵非对角线元素存在非零项的问题;通过设计虚拟状态和控制输入反馈变换,解决了UMV轨迹跟踪控制过程中存在的角速度持续激励问题,得到了直线轨迹和曲线轨迹通用的跟踪控制器;在轨迹跟踪控制器当中引入跟踪误差的积分项,提高了UMV系统的全局稳定收敛速度,基于Barbalat引理和Lyapunov稳定性理论分析了系统的稳定性。借助实验室半物理仿真平台进行仿真实验,与传统基于对称模型的控制算法对比,体现出了基于非对称模型的欠驱动UMV轨迹跟踪控制方法的优越性。 展开更多

关键词 控制科学与技术 无人海洋运载器 非对称模型 欠驱动控制 轨迹跟踪 积分反步法

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海洋环境下欠驱动无人艇航迹跟踪控制算法 被引量：19

10

作者 陈霄 刘忠 +2 位作者 罗亚松 王潋 董蛟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期110-117,共8页

为提高风浪流等外界环境扰动下,欠驱动无人艇航迹跟踪控制的准确性和鲁棒性,研究真实海洋环境下一类欠驱动无人艇的航迹跟踪控制问题,提出了一种基于改进视线导引算法与自适应滑模航向控制算法级联形式的欠驱动无人艇航迹跟踪控制算法,... 为提高风浪流等外界环境扰动下,欠驱动无人艇航迹跟踪控制的准确性和鲁棒性,研究真实海洋环境下一类欠驱动无人艇的航迹跟踪控制问题,提出了一种基于改进视线导引算法与自适应滑模航向控制算法级联形式的欠驱动无人艇航迹跟踪控制算法,并基于李雅普诺夫理论和级联系统理论证明了当所有控制目标实现时,航迹跟踪控制系统为一致全局渐近稳定的.与传统的视线导引算法相比,改进的导引算法通过引入自适应观测器能够实现对漂角的实时估计和补偿,同时时变前视距离的设计使得无人艇的操纵更加灵活.以"海鲟03号"无人艇操纵运动模型和辨识得到的参数为基础,在MATLAB/SIMULINK软件上进行了航迹跟踪对比仿真实验,仿真结果表明:相比传统LOS导引策略下的航迹跟踪算法,控制算法动态性能更高且稳态误差较小,验证了算法的有效性和先进性;利用"海鲟03号"无人艇对所提出的控制算法进行了海上试验,结果表明在航迹跟踪控制算法的作用下,无人艇能较为准确地跟踪预先设定的期望航迹,且在整个航迹跟踪过程中,航迹误差相对较小,验证了该算法在实际工程应用中的正确性和有效性. 展开更多

关键词 欠驱动控制 无人艇 视线导引 航迹跟踪 稳定性分析

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基于非对称模型的欠驱动USV自适应路径跟踪控制 被引量：7

11

作者 陈霄 刘忠 +1 位作者 张建强 董蛟 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期139-150,共12页

研究海流等外界扰动环境下一类非对称欠驱动无人艇的路径跟踪问题,提出了一种自适应路径跟踪控制算法。首先,基于坐标变换解除控制输入与欠驱动运动自由度的耦合;其次,利用级联系统理论,分别设计了自适应位置误差控制律和艏向角误差控... 研究海流等外界扰动环境下一类非对称欠驱动无人艇的路径跟踪问题,提出了一种自适应路径跟踪控制算法。首先,基于坐标变换解除控制输入与欠驱动运动自由度的耦合;其次,利用级联系统理论,分别设计了自适应位置误差控制律和艏向角误差控制律。其中,提出的自适应位置误差和期望艏向角控制律中前视距离和积分增益都是以位置误差为函数的时变量,自适应估计并补偿外界扰动造成的侧滑角,从而获得对位置误差的镇定。艏向角误差则利用动态反馈线性化比例微分控制方法,根据滤波后的连续平滑信号去镇定。最后,基于级联系统理论和李雅普诺夫理论证明了当所有控制目标实现时,控制系统为一致半全局指数稳定和一致全局渐进稳定的,理论分析和仿真实验说明了算法的有效性。 展开更多

关键词 欠驱动控制 无人艇 级联系统 自适应 路径跟踪 稳定性分析

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襟翼控制的欠驱动飞行器自抗扰/鲁棒控制系统设计 被引量：3

12

作者 马悦萌 王琳玮 +2 位作者 邵春涛 周荻 王永海 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1251-1266,共16页

针对含不稳定内动态的襟翼控制欠驱动高超声速飞行器现有控制策略普遍存在的机动性能不足、工程应用困难等问题,设计欠驱动飞行器的自抗扰/鲁棒控制系统。提出一种基于通道级联的欠驱动控制策略,令偏航通道作为滚转通道的内回路,利用
... 针对含不稳定内动态的襟翼控制欠驱动高超声速飞行器现有控制策略普遍存在的机动性能不足、工程应用困难等问题,设计欠驱动飞行器的自抗扰/鲁棒控制系统。提出一种基于通道级联的欠驱动控制策略,令偏航通道作为滚转通道的内回路,利用±1.5°的侧滑角合法波动范围,提升滚转角的指令跟踪速度。结合自抗扰与鲁棒控制理论设计自动驾驶仪,该自动驾驶仪不仅适用于过载反馈/欠驱动的非最小相位对象,还在摆脱自抗扰系统对关键模型参数依赖的同时减小了鲁棒控制器的降阶难度,有广阔的工程应用前景。为验证方案有效性,以参数存在±20%随机摄动的欠驱动高超声速飞行器模型为对象进行了1000次蒙特卡洛仿真,结果表明新的欠驱动策略能够在保证侧滑角不越界的同时提高滚转通道的响应速度,自抗扰/鲁棒控制系统在面对模型摄动与复合干扰时均有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 襟翼 欠驱动控制 自抗扰控制 鲁棒控制 非最小相位

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非完全对称欠驱动无人艇的自适应滑模轨迹跟踪控制 被引量：2

13

作者 钟雨轩 翁磊 梁旭 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第17期92-98,共7页

本文研究了一类非完全对称欠驱动无人艇的轨迹跟踪控制问题,考虑无人艇系统惯性矩阵与阻尼矩阵的非对称项,首先通过采用全局微分同胚变换简化模型;其次在简化后的模型上将轨迹跟踪问题转变为跟踪误差镇定问题;接着利用自适应滑模方法和... 本文研究了一类非完全对称欠驱动无人艇的轨迹跟踪控制问题,考虑无人艇系统惯性矩阵与阻尼矩阵的非对称项,首先通过采用全局微分同胚变换简化模型;其次在简化后的模型上将轨迹跟踪问题转变为跟踪误差镇定问题;接着利用自适应滑模方法和李雅普诺夫直接法设计出误差镇定控制器,该控制器能够实现非完全对称欠驱动无人艇对直线轨迹和曲线轨迹的跟踪;最后通过仿真实验验证了控制器的有效性。 展开更多

关键词 非完全对称 欠驱动控制 轨迹跟踪 自适应滑模 全局微分同胚变换

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椭圆轨道欠驱动编队重构最优脉冲控制 被引量：6

14

作者 黄煦 王健 龚秋武 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期591-602,共12页

针对椭圆轨道径向或迹向欠驱动编队重构问题,提出最优脉冲控制方法。首先,建立椭圆轨道欠驱动编队动力学模型,并基此分析径向或迹向欠驱动情况下的系统能控性与重构可行性。然后,解析推导两类欠驱动情况下实现编队重构所需的最少脉冲次... 针对椭圆轨道径向或迹向欠驱动编队重构问题,提出最优脉冲控制方法。首先,建立椭圆轨道欠驱动编队动力学模型,并基此分析径向或迹向欠驱动情况下的系统能控性与重构可行性。然后,解析推导两类欠驱动情况下实现编队重构所需的最少脉冲次数。基此,将椭圆轨道欠驱动编队重构最优脉冲控制问题表述为非线性规划问题,并采用遗传算法进行求解。最后,引入全驱动最优脉冲控制策略以及欠驱动最优连续控制策略进行对比分析,验证了欠驱动最优脉冲控制策略的有效性与正确性。仿真结果表明,欠驱动脉冲控制器可在缺失径向或迹向脉冲的条件下完成编队重构,并且保持与全驱动脉冲控制器类似的控制性能。 展开更多

关键词 欠驱动控制 编队重构 脉冲控制 最优控制

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欠驱动门式起重机控制系统仿真实验 被引量：1

15

作者 石怀涛 李刚 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第2期124-127,共4页

针对欠驱动门式起重机控制系统,设计了一种欠驱动门式起重机控制系统仿真实验。基于Euler-Lagrange方程建立门式起重机动力学模型,分析了门式起重机的非线性特性;采用Lyapunov方法设计了基于能量耦合的控制律;使用Matlab/Simulink软件... 针对欠驱动门式起重机控制系统,设计了一种欠驱动门式起重机控制系统仿真实验。基于Euler-Lagrange方程建立门式起重机动力学模型,分析了门式起重机的非线性特性;采用Lyapunov方法设计了基于能量耦合的控制律;使用Matlab/Simulink软件设计了仿真实验。仿真实验结果表明:所提控制律提升了门式起重机控制的准确性和鲁棒性。所设计的控制系统仿真实验将理论分析与专业实践相结合,有助于学生对非线性欠驱动控制方法相关课程的学习和科学研究工作。 展开更多

关键词 欠驱动控制 门式起重机 非线性控制 MATLAB 仿真实验

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动态神经模糊模型的船舶欠驱动水面运动控制 被引量：2

16

作者 葛科奇 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第2期25-27,共3页

欠驱动水面运动控制系统是现代大型船舶动力控制系统的主要组成部分,控制船舶水平、垂直及航向3个方面。控制系统的精度、时效性直接影响到整个动力装置的性能。同时,由于海上环境的多变性,欠驱动水面运动控制系统具有控制滞后、惯性力... 欠驱动水面运动控制系统是现代大型船舶动力控制系统的主要组成部分,控制船舶水平、垂直及航向3个方面。控制系统的精度、时效性直接影响到整个动力装置的性能。同时,由于海上环境的多变性,欠驱动水面运动控制系统具有控制滞后、惯性力矩较大等非线性因素。本文结合海上实际环境,提出一种动态神经模糊网络的船舶欠驱动水面运动控制算法,描述船舶动力系统的受力特性,较为精确模拟了非线性系统控制模型,最后进行了仿真。 展开更多

关键词 模糊神经网络 欠驱动水面控制 DNFM

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计及一个单元动力完全缺失的动车组自动驾驶跟踪控制

17

作者 李茂青 王元 +1 位作者 周怀庆 高云波 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期1480-1491,共12页

在动车组运行过程中,牵引/制动系统起着至关重要的作用。中途若其某个动力单元的牵引/制动相关设备发生故障,此时采取应急措施需要切除该单元牵引/制动力,会导致单元动力的完全缺失。对于多质点模型动车组而言,该系统就会变为具有强耦... 在动车组运行过程中,牵引/制动系统起着至关重要的作用。中途若其某个动力单元的牵引/制动相关设备发生故障,此时采取应急措施需要切除该单元牵引/制动力,会导致单元动力的完全缺失。对于多质点模型动车组而言,该系统就会变为具有强耦合的欠驱动系统。为解决上述故障下动车组的安全运行与精准停车控制问题,考虑将受控拉格朗日法进行扩展,设计一种可用于实现单欠驱动度动车组自动驾驶功能的跟踪控制器,从而达到容错控制的目的。首先,根据控制目标构造出期望的受控系统能量及拉格朗日函数,以此来导出原始动车组系统与受控系统相等价的匹配条件与显式匹配控制器的表示形式。其次,通过求解匹配条件得到故障动车组系统所需的具体匹配控制器。然后,直接选取受控系统能量作为Lyapunov函数,并利用LaSalle不变原理证明闭环系统的渐近稳定性。由于故障动力单元的期望轨迹需满足期望轨迹匹配条件,所以利用数值分析得到故障单元的期望轨迹是该控制器设计的一个特点。最后,选取CR400BF型高速列车作为研究对象对所提控制器进行仿真分析。仿真结果表明:基于受控拉格朗日函数法的跟踪控制器通过协调列车各正常动力单元的车间耦合作用力对故障动力单元间接施加控制,能够使各动力单元对期望位移与速度实现稳定跟踪,满足精准停车的性能要求,有利于保证故障列车运行过程中的平稳性并提高乘客舒适度。 展开更多

关键词 多质点模型 动力完全缺失 欠驱动跟踪控制 受控拉格朗日函数法 精准停车

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基于角速度约束及神经网络的平面PAA系统控制

18

作者 熊培银 柴颖豪 +1 位作者 曾惠芳 潘昌忠 《深圳大学学报(理工版)》 北大核心 2025年第6期740-746,共7页

为实现对首关节欠驱动的平面三连杆PAA(passive-active-active)系统末端位置的稳定控制,提出一种基于同角速度约束及神经网络的位置控制策略.基于欧拉-拉格朗日方程建立系统动力学模型,分析欠驱动关节约束方程,获得各连杆角速度约束关系... 为实现对首关节欠驱动的平面三连杆PAA(passive-active-active)系统末端位置的稳定控制,提出一种基于同角速度约束及神经网络的位置控制策略.基于欧拉-拉格朗日方程建立系统动力学模型,分析欠驱动关节约束方程,获得各连杆角速度约束关系;在主动连杆同角速度约束条件下,构造Lyapunov函数并设计控制器,构建系统仿真平台,采集主动连杆与被动连杆的角度数据,利用生成对抗网络进行数据增强,并基于深度神经网络建立被动连杆角度与主动连杆角度的对应关系;结合连杆角度的几何约束关系,在主动连杆同角速度约束条件下,使用遗传算法优化求解系统末端点位置对应的各连杆目标角度;基于Lyapunov函数设计的控制器,实现系统第2和第3连杆同步稳定至目标角度,同时实现对被动连杆的角度控制,最终通过非切换控制策略实现系统末端点的位置控制目标.仿真结果表明,与降阶切换的控制方法相比,无切换控制策略的系统末端在8 s内收敛至(-0.6980,1.0030)处.研究通过神经网络逼近系统角度约束关系,避免了复杂的积分过程,并通过无切换控制策略实现了系统末端点从初始位置到目标位置的精确控制. 展开更多

关键词 自动控制应用理论 机械臂控制 欠驱动系统控制 平面PAA系统 位置控制 遗传算法 角速度约束 深度神经网络

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基于非线性模型预测的欠驱动船舶轨迹跟踪控制研究 被引量：4

19

作者 杜朋柱 张砚北 +1 位作者 隆武强 朱晶宇 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期494-500,共7页

针对欠驱动船舶轨迹跟踪控制系统具有非线性、大惯性、时滞、局部线性不可控等特点,结合扩展卡尔曼滤波器和序列二次规划算法,设计了基于非线性模型预测的船舶轨迹跟踪控制策略.首先,设计了具有一定复杂度的参考轨迹,用于测试船舶的各... 针对欠驱动船舶轨迹跟踪控制系统具有非线性、大惯性、时滞、局部线性不可控等特点,结合扩展卡尔曼滤波器和序列二次规划算法,设计了基于非线性模型预测的船舶轨迹跟踪控制策略.首先,设计了具有一定复杂度的参考轨迹,用于测试船舶的各种工况及工况切换情况.其次,应用船舶欠驱动三自由度运动控制模型与所设计的参考轨迹建立了非线性约束优化问题的目标函数,采用序列二次规划算法进行优化求解,并在扩展卡尔曼滤波器中对测量函数的雅可比矩阵进行了预求解以减少算法计算量.最后,通过对一艘运输船进行仿真试验,验证了所设计轨迹跟踪控制器的有效性和实时性. 展开更多

关键词 船舶轨迹跟踪控制 非线性模型预测 欠驱动船舶运动控制模型 非线性约束优化

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考虑射向位置调节的高超声速滑翔飞行器编队控制方法

20

作者 王浩凝 郭杰 +3 位作者 万泱泱 张宝超 唐胜景 李响 《兵工学报》 北大核心 2025年第4期112-128,共17页

由于高超声速滑翔飞行器无动力、轴向过载不可控的特点,高超声速滑翔飞行器编队机动飞行至滑翔段与末段的交班点时射向通常存在较大位置误差,对末段的协同打击精度造成显著影响。针对该问题,提出一种考虑射向位置调节的高超声速滑翔飞... 由于高超声速滑翔飞行器无动力、轴向过载不可控的特点,高超声速滑翔飞行器编队机动飞行至滑翔段与末段的交班点时射向通常存在较大位置误差,对末段的协同打击精度造成显著影响。针对该问题,提出一种考虑射向位置调节的高超声速滑翔飞行器编队控制方法。面向二阶多智能体系统设计固定时间收敛一致性控制器。在此基础上设计欠驱动飞行器编队控制架构,围绕高超声速滑翔飞行器编队的欠驱动控制特征开展分析,设计射向调节策略,建立射向位置调节与附加侧向速度的关联;赋予飞行器编队射向调节能力的前提下建立三维人工势场,设计飞行器编队的避碰控制策略。理论分析和数值仿真表明,该方法可以支撑多个飞行器在编队散开、编队收缩、编队整体转向和高低编队飞行等场景中实现编队的形成与保持,在保证编队内部安全的前提下实现一致到达,为末段制导提供良好的交班条件。 展开更多

关键词 高超声速滑翔飞行器 欠驱动编队控制 固定时间收敛 射向位置调节 人工势场

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