火箭上升段滚动时域制导控制一体化设计 被引量：5

1

作者 李敏 李惠峰 聂文明 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期41-50,共10页

针对传统火箭上升段制导与姿态控制系统分离设计无法最大程度优化控制精度、控制量需求等系统整体控制性能的问题,提出一种基于凸优化的滚动时域制导控制一体化(IGC)设计方法。首先建立反映质心运动和绕质心运动耦合关系的IGC模型并对... 针对传统火箭上升段制导与姿态控制系统分离设计无法最大程度优化控制精度、控制量需求等系统整体控制性能的问题,提出一种基于凸优化的滚动时域制导控制一体化(IGC)设计方法。首先建立反映质心运动和绕质心运动耦合关系的IGC模型并对其进行反馈线性化获得面向控制的线性模型。然后考虑控制约束,将上升段IGC问题建模为最优控制问题,基于凸优化理论设计滚动时域控制器。该方法基于滚动时域控制(RHC)策略中反馈校正和滚动优化的思想,可以及时弥补模型误差和外部干扰等造成的不确定性;同时利用凸优化算法计算复杂度低、求解简单的优势,有效解决了含控制约束的复杂优化问题的求解。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。数值仿真校验了该滚动时域控制方法的有效性和鲁棒性;并且仿真结果表明,火箭上升段IGC设计比传统分离设计制导精度更高、控制量需求更小且姿态变化更加平缓。 展开更多

关键词 制导控制一体化(IGC) 反馈线性化 凸优化理论 滚动时域控制(rhc)

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基于滚动时域控制的战斗机空战机动决策 被引量：14

2

作者 付昭旺 李战武 +1 位作者 强晓明 徐安 《电光与控制》 北大核心 2013年第3期20-24,29,共6页

采用滚动时域控制(Receding Horizon Control,RHC)方法对空战机动决策进行建模研究。首先,基于空战态势和战斗机作战能力给出探测优势和攻击优势的集合描述,并建立定量评估函数,得到机动决策的目标集;其次,综合考虑战斗机的战术优势、... 采用滚动时域控制(Receding Horizon Control,RHC)方法对空战机动决策进行建模研究。首先,基于空战态势和战斗机作战能力给出探测优势和攻击优势的集合描述,并建立定量评估函数,得到机动决策的目标集;其次,综合考虑战斗机的战术优势、机动时间和控制损耗构建了决策指标函数;然后,基于直接多重打靶法给出其数值求解方法。仿真结果表明:基于RHC的机动决策方法能够在规避目标威胁的情况下,有效地达成攻击条件。 展开更多

关键词 空战 机动决策 滚动时域控制 探测优势 攻击优势 直接多重打靶法

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航天器Halo轨道间转移的滚动时域控制 被引量：5

3

作者 彭海军 谭述君 吴志刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1027-1034,共8页

针对航天器在日/地系统共线平动点附近Halo轨道族之间的轨道转移问题,提出了一种在线实时求解滚动时域控制的新方法。首先采用高效的辛自适应非线性最优控制数值算法,离线规划出航天器在不同Halo轨道之间转移的最优轨迹和最优控制输入... 针对航天器在日/地系统共线平动点附近Halo轨道族之间的轨道转移问题,提出了一种在线实时求解滚动时域控制的新方法。首先采用高效的辛自适应非线性最优控制数值算法,离线规划出航天器在不同Halo轨道之间转移的最优轨迹和最优控制输入。然后提出一种在线实时求解滚动时域控制的新方法,基于已规划好的最优转移轨迹,应用滚动时域控制方法完成航天器在初始入轨偏差下的在线实时制导控制任务。最后的非线性动力学系统数值仿真结果表明:所提出的求解滚动时域控制的方法具有高效率特点,能够在线实时求解航天器在Halo轨道之间转移的制导控制问题,并很快消除初始入轨误差的影响。 展开更多

关键词 平动点 HALO轨道 轨道转移 轨迹优化 滚动时域控制

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基于滚动时域优化的变后掠角飞机修正控制律设计 被引量：3

4

作者 陈伟 冯高鹏 +1 位作者 邓坤 孙传杰 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期96-104,共9页

为了确保飞机在变后掠角过程中的飞行稳定性,提出了一种基于滚动时域优化(Receding horizon optimal,RHO)的修正控制方法。首先,采用反步方法进行标称控制律设计,提供基本的飞行稳定性和跟踪性能。其次,将指令滤波器表示成状态空间的形... 为了确保飞机在变后掠角过程中的飞行稳定性,提出了一种基于滚动时域优化(Receding horizon optimal,RHO)的修正控制方法。首先,采用反步方法进行标称控制律设计,提供基本的飞行稳定性和跟踪性能。其次,将指令滤波器表示成状态空间的形式,基于指令滤波器、飞机和积分跟踪误差的状态方程得到一个增广状态方程。然后,采用RHO方法进行修正控制律设计,在有限滚动时域内计算得到修正控制量,对标称控制器输出进行在线补偿,确保快速变后掠角过程中的飞行稳定性。最后,通过变后掠角飞机航迹倾斜角控制系统仿真对算法的有效性进行了验证。 展开更多

关键词 变后掠角飞机 反步方法 修正控制 滚动时域优化 指令滤波器

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基于滚动时域优化的旋转弹解耦控制器设计 被引量：3

5

作者 陈伟 孙传杰 +1 位作者 冯高鹏 拜云山 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期717-724,共8页

旋转弹在飞行过程中会受到外界干扰和不确定性的影响,并且存在气动交联、惯性交联和控制交联,为了实现稳定飞行,有必要进行解耦控制器设计。提出了一种基于滚动时域优化(RHO)的解耦控制方法。将旋转弹和舵机系统的动力学模型用状态空间... 旋转弹在飞行过程中会受到外界干扰和不确定性的影响,并且存在气动交联、惯性交联和控制交联,为了实现稳定飞行,有必要进行解耦控制器设计。提出了一种基于滚动时域优化(RHO)的解耦控制方法。将旋转弹和舵机系统的动力学模型用状态空间形式描述,基于旋转弹、指令滤波器、积分跟踪误差的状态方程得到一个增广状态方程。采用基于指令滤波器的滚动时域优化方法进行控制量解算,根据系统输出与指令信号之间的差值实时调节控制器增益,实现旋转弹解耦控制。从加速度控制仿真结果可以看出,所设计的控制系统基本不受转速、建模误差和外界干扰的影响,具有较高的鲁棒性。 展开更多

关键词 旋转弹 解耦控制 滚动时域优化(RHO) 加速度控制 指令滤波器

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基于滚动时域控制的寻的导弹末制导律研究 被引量：2

6

作者 罗德林 李玉峰 +1 位作者 吴文海 沈春林 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期52-56,共5页

针对近距机动目标的拦截 ,设计了基于滚动时域控制的寻的导弹末制导律。本导引律在最优导引律 (OPG)研究成果基础上 ,采用滚动时域控制技术 ,将追踪过程分为若干有限时域的追踪 ,并在每个时域内 ,将追踪过程视为初始条件不断更新的非机... 针对近距机动目标的拦截 ,设计了基于滚动时域控制的寻的导弹末制导律。本导引律在最优导引律 (OPG)研究成果基础上 ,采用滚动时域控制技术 ,将追踪过程分为若干有限时域的追踪 ,并在每个时域内 ,将追踪过程视为初始条件不断更新的非机动追踪模型 ,进行最优追踪制导 ,反复进行直到截获目标。它无需知道目标的未来运动轨迹 ,能有效追踪拦截机动目标 ,克服了 OPG要求完全知道目标未来运动轨迹的应用条件限制 ,并且简化了计算。仿真研究表明 ,该导引律性能优于 TPN,APN,接近 OPG。该导引律算法简单、有效 ,切合实际 ,可为工程应用提供参考。 展开更多

关键词 滚动时域控制 导引律 机动目标追踪/拦截 仿真

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带有UKF滚动时域估计的动力定位控制器 被引量：6

7

作者 苏义鑫 赵俊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1381-1386,1393,共7页

针对随机扰动下船舶的动力定位控制问题,将基于无迹卡尔曼滤波的滚动时域估计与非切换解析模型预测控制相结合提出一种非线性控制器设计方法。应用基于无迹卡尔曼滤波的滚动时域估计结合差分法所得的离散模型设计非线性滤波器,获取系统... 针对随机扰动下船舶的动力定位控制问题,将基于无迹卡尔曼滤波的滚动时域估计与非切换解析模型预测控制相结合提出一种非线性控制器设计方法。应用基于无迹卡尔曼滤波的滚动时域估计结合差分法所得的离散模型设计非线性滤波器,获取系统状态估计值,并采用无迹卡尔曼滤波方法计算到达代价;参照船舶动力学模型,应用非切换解析模型预测控制方法,设计动力定位非线性控制器。将所提出的方法应用于某供应船动力定位控制器的设计。通过仿真验证了所设计的动力定位控制器的有效性。 展开更多

关键词 动力定位 无迹卡尔曼滤波 滚动时域估计 到达代价 非线性控制器

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一类非线性时滞系统的滚动时域控制 被引量：1

8

作者 张军 王彪 +2 位作者 计秉玉 谢荣华 裴润 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期14-17,共4页

对于输入受约束的一类非线性时滞系统,基于时滞系统的CLXF(ControlLyapunov-KrasovskyFunc-tion)和CLRF(ControlLyapunov-BazumikinFunction),分别设计了两类滚动时域控制器.首先采用双模控制结构,将CLRF作为终端约束集,扩大了终端约束... 对于输入受约束的一类非线性时滞系统,基于时滞系统的CLXF(ControlLyapunov-KrasovskyFunc-tion)和CLRF(ControlLyapunov-BazumikinFunction),分别设计了两类滚动时域控制器.首先采用双模控制结构,将CLRF作为终端约束集,扩大了终端约束区域,避免了非线性系统雅可比线性化,从而减少了在线计算量.其次将CLKF作为预测控制的终端代价,设计特定的目标函数,给出了闭环系统稳定的充分条件.最后通过仿真验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 非线性时滞系统 滚动时域控制 CLKF CLRF 稳定性

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凸优化理论在非线性滚动时域控制中的应用 被引量：1

9

作者 王建宏 朱永红 +1 位作者 肖绚 唐得志 《电光与控制》 北大核心 2012年第10期62-69,共8页

滚动时域控制是一种考虑整个固定时域范围的控制方法,对于每次由优化算法得到的最优控制序列,仅取序列中的第一个元素作为当前此时刻的控制率。滚动时域控制是一种基于模型、滚动优化并结合反馈校正的优化控制算法。在由控制自由变量的... 滚动时域控制是一种考虑整个固定时域范围的控制方法,对于每次由优化算法得到的最优控制序列,仅取序列中的第一个元素作为当前此时刻的控制率。滚动时域控制是一种基于模型、滚动优化并结合反馈校正的优化控制算法。在由控制自由变量的非线性函数组成的非线性优化问题中,该控制自由变量的求取可采用凸优化理论中的相关算法来获取,进而采用滚动时域的思想来重新组合控制变量,以得到最优的控制变量。对于非线性系统中滚动时域控制所得到的最优化问题,分析非线性系统的滚动时域控制是否存在最优解,利用凸优化理论中的基本知识分别推导出此最优化问题在无和有集合约束条件下存在最优解的充要条件,并将此充要条件与经典优化理论中现有的最优条件进行对比,得出该充要条件的优势,最后将凸优化理论在无人机航迹规划算例中进行仿真验证。 展开更多

关键词 滚动时域控制 凸优化 非线性优化 无人机 航迹规划

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混杂生产系统变时域滚动优化生产控制 被引量：2

10

作者 宋春跃 李平 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1954-1958,共5页

为降低求解生产优化控制策略的复杂性,提出了递阶变时域滚动优化生产控制策略.通过对考虑切换费用及随机故障情况的混杂生产系统模型分析,把原始命题简化为有限时域下随机动态规划问题,并给出了求解该动态规划问题的Bellman方程.利用准... 为降低求解生产优化控制策略的复杂性,提出了递阶变时域滚动优化生产控制策略.通过对考虑切换费用及随机故障情况的混杂生产系统模型分析,把原始命题简化为有限时域下随机动态规划问题,并给出了求解该动态规划问题的Bellman方程.利用准时制思想,在期望意义下把求解多维随机最优生产控制问题递阶为求解确定系统的最优生产控制子问题,并通过在一维方向上的变时域滚动优化来逼近原始命题最优解.仿真结果表明,该策略快速有效,避免了直接求解偏微分方程带来的困难,使得基于该策略的算法可行,提高了控制的精确性和实时性. 展开更多

关键词 混杂生产系统 生产控制 变时域滚动优化

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智能汽车非稳态纵向跟车行为滚动时域控制 被引量：1

11

作者 朱向雷 王英资 侯珏 《中国测试》 CAS 北大核心 2021年第5期118-122,共5页

为提升智能汽车非稳态纵向跟车性能并避免与前车发生碰撞,研究一种针对非稳态跟车行为的滚动时域控制方法。建立考虑动态延迟的自车运动学模型,并以车距误差、车速误差和自车加速度组成的误差向量为状态变量设计自车与前车纵向运动学关... 为提升智能汽车非稳态纵向跟车性能并避免与前车发生碰撞,研究一种针对非稳态跟车行为的滚动时域控制方法。建立考虑动态延迟的自车运动学模型,并以车距误差、车速误差和自车加速度组成的误差向量为状态变量设计自车与前车纵向运动学关系模型。分析智能汽车非稳态跟车过程,并以解析形式给出非稳态跟车的可行性初始条件。基于跟车误差向量构建包含稳态车距、避免碰撞和加速度限值的非稳态跟车行为最优控制问题,并将其推导为包含误差向量初值参数、二次型目标函数、不等式约束和等式约束的二次规划问题,然后通过一系列有限时域内带约束的滚动优化问题得到非稳态跟车行为状态反馈控制律。结果表明,所设计的非稳态跟车控制方法能够有效控制自车速度和加速度,快速收敛至指定车距实现稳态跟车。 展开更多

关键词 智能汽车 非稳态跟车 滚动时域控制 优化求解

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无人机编队的滚动时域控制 被引量：6

12

作者 华思亮 尤优 +1 位作者 张红 宋晗 《电光与控制》 北大核心 2012年第3期1-5,共5页

滚动时域控制(RHC)具有状态约束和输入约束处理、综合多控制目标、适应条件变化等特点,在编队控制领域渐受关注。无人机编队控制涉及队形描述、气动耦合、位置关系描述、控制算法等问题,针对目前应用范围较广的长机-僚机描述的松散编队... 滚动时域控制(RHC)具有状态约束和输入约束处理、综合多控制目标、适应条件变化等特点,在编队控制领域渐受关注。无人机编队控制涉及队形描述、气动耦合、位置关系描述、控制算法等问题,针对目前应用范围较广的长机-僚机描述的松散编队控制,提出基于二次规划描述的RHC编队控制方法,设计了基于标准RHC的编队控制器。在此基础上,结合不变集理论设计了双模RHC编队控制器,分析了其应用局限性及对控制器参数设计的指导意义。仿真实验验证了控制律的有效性,并分析了控制器参数对闭环性能的影响。 展开更多

关键词 无人机 编队控制 滚动时域控制

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基于滚动时域控制的多路径进场航班排序优化 被引量：4

13

作者 乐美龙 吴宪晟 胡钰明 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3222-3229,共8页

进场航班排序优化是提高进场航班着落效率、减少航班延误的有效方法。基于此,以最大化着落效率为目标,结合多跑道、多航路选择,考虑实际航路点限制,提出了多路径多跑道一体化进场航班排序优化混合整数规划模型。为解决大规模航班排序计... 进场航班排序优化是提高进场航班着落效率、减少航班延误的有效方法。基于此,以最大化着落效率为目标,结合多跑道、多航路选择,考虑实际航路点限制,提出了多路径多跑道一体化进场航班排序优化混合整数规划模型。为解决大规模航班排序计算的实时性问题,提出了多航路点滚动时域控制算法。以广州白云国际机场终端区为实例进行验证,采用实际进场航班数据开展计算实验,在尾流安全间隔上,采用RECAT-CN运行标准,计算结果表明:小规模航班架次时(23架),所提模型最大降落时间比先到先服务方法提前55 s,比未优化时提前271 s;大规模航班架次时(104架),仅靠求解器在3600 s内未找到可行解,所提算法在128.65 s找到解。所提模型和算法有效,可应用于实际航班排序优化。 展开更多

关键词 航班优化排序 航路选择 混合整数规划 滚动时域控制 尾流安全间隔

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未知导引律下基于滚动时域控制的规避优化方法 被引量：2

14

作者 阮铖巍 寇英信 徐安 《指挥控制与仿真》 2013年第1期119-122,共4页

合适的机动规避对于飞机的生存力有着至关重要的影响,在来袭导弹导引律未知的情况下,准确地判断导弹导引律可以更好地进行飞机的机动决策。为此,提出一种方法对导引律未知情况下的规避进行模拟。通过贝叶斯推理得出导引律的概率区间,利... 合适的机动规避对于飞机的生存力有着至关重要的影响,在来袭导弹导引律未知的情况下,准确地判断导弹导引律可以更好地进行飞机的机动决策。为此,提出一种方法对导引律未知情况下的规避进行模拟。通过贝叶斯推理得出导引律的概率区间,利用滚动时域控制的方法得到飞机的实时控制量,最终达到规避导弹的目的。 展开更多

关键词 机动规避 导引律 滚动时域控制

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线性离散零和问题的改进滚动时域控制

15

作者 曹宁 冯德志 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期6-9,共4页

提出一种改进的滚动时域控制算法来解决离散线性时不变系统的零和问题.与普通滚动时域控制不同的是,每一步中性能指标的终端权值矩阵将随着运算的进行不断更新,这等价于延长了时域长度.严格证明了该算法得到的控制律将收敛到无限零和问... 提出一种改进的滚动时域控制算法来解决离散线性时不变系统的零和问题.与普通滚动时域控制不同的是,每一步中性能指标的终端权值矩阵将随着运算的进行不断更新,这等价于延长了时域长度.严格证明了该算法得到的控制律将收敛到无限零和问题的解,同时保证了闭环系统的一致最终指数稳定性,而不需要对终端状态、时域长度及终端性能指标施加额外的约束.最后仿真例子说明了该算法的有效性. 展开更多

关键词 滚动时域控制 零和 权值矩阵 线性离散系统 稳定性

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约束滚动时域预测控制的鲁棒稳定性分析

16

作者 王景润 武俊峰 崔新忠 《信息技术》 2004年第6期90-92,共3页

研究了一类约束滚动时域预测控制系统的鲁棒稳定问题。利用性能指标值关于状态量的泰勒展开,对存在模型误差时的鲁棒稳定性进行了分析,给出了闭环系统鲁棒稳定的充分条件及其鲁棒稳定的上界。

关键词 滚动时域 预测控制 鲁棒稳定性

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基于滚动时域的无人机空战决策专家系统 被引量：45

17

作者 傅莉 谢福怀 +1 位作者 孟光磊 王东政 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1994-1999,共6页

针对专家系统法在空战应用中存在适应性差的缺陷,提出了一种基于滚动时域控制(RHC)的机动决策算法对空战机动决策专家系统进行改进.首先,系统地分析了在专家系统空战机动决策中的最优控制问题,完成了机动决策最优控制模型系统状态方程... 针对专家系统法在空战应用中存在适应性差的缺陷,提出了一种基于滚动时域控制(RHC)的机动决策算法对空战机动决策专家系统进行改进.首先,系统地分析了在专家系统空战机动决策中的最优控制问题,完成了机动决策最优控制模型系统状态方程的建立、控制约束的设计以及指标函数的建立.在此基础上,根据滚动时域法原理,将整个空战过程分解为若干有限时域,并在每个时域内将空战机动决策问题视为初始条件不断更新的专家系统机动决策最优控制模型的求解,反复进行直到空战结束.仿真结果表明,在专家系统法失效的情况下,通过求解专家系统空战机动决策滚动时域最优控制模型,无人机能够快速地进行有效的机动决策. 展开更多

关键词 滚动时域控制(rhc) 最优控制模型 机动决策 专家系统 空战

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再入飞行器滚动时域轨迹混沌优化设计 被引量：2

18

作者 孙明玮 焦纲领 陈增强 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1711-1718,共8页

针对传统轨迹优化方法计算量比较大需要离线实现,以及对于初值选取比较敏感等问题,提出了一种基于预测控制的临近空间再入飞行器滑翔轨迹设计的实时优化策略。该算法通过将全局非线性优化问题转换成有限时域内的一维变量滚动时域次优化... 针对传统轨迹优化方法计算量比较大需要离线实现,以及对于初值选取比较敏感等问题,提出了一种基于预测控制的临近空间再入飞行器滑翔轨迹设计的实时优化策略。该算法通过将全局非线性优化问题转换成有限时域内的一维变量滚动时域次优化问题,利用均匀采样结合混沌搜索策略,给出了过载、动压和热流等多种过程约束下的次优攻角计算策略。通过合理调整目标函数中不同物理量权重的比例关系,分别得到弹跳形式和平稳滑翔形式的轨迹特征。该算法可以在不提供初始猜测值的情况下在线实现,为几种不同的轨迹形式提供了统一的生成框架;得到的可行次优轨迹曲线还可作为非线性规划方法的初值进一步优化。数学仿真结果说明了该算法的有效性。 展开更多

关键词 轨迹优化 最优控制 滑翔飞行器 滚动时域 混沌

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滚动优化和虚拟被动步行的双足机器人实时控制

19

作者 朱志斌 王岩 陈兴林 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期317-322,共6页

针对步行双足机器人实时步态规划问题,提出了将滚动优化与虚拟被动步行相结合的实时控制策略.分析了虚拟重力条件下七连杆机器人机械能的变化特点,设计并确定了满足该变化特点的各关节输入转矩,通过优化调整各连杆虚拟倾角、期望速度和... 针对步行双足机器人实时步态规划问题,提出了将滚动优化与虚拟被动步行相结合的实时控制策略.分析了虚拟重力条件下七连杆机器人机械能的变化特点,设计并确定了满足该变化特点的各关节输入转矩,通过优化调整各连杆虚拟倾角、期望速度和步态周期终点系统状态参数,使得摆脚落地后下一周期起始时刻机器人状态与期望值偏差最小.与单纯采用滚动优化的实时步态规划方法相比,该方法优化参数少,预测时域长度可变,保证了下一周期起始时刻机器人步态的合理性和最优性.仿真分析表明,该方法实现了包含足部转动的动态步行,地面环境不变条件下多周期运动起始点满足周期稳定性条件. 展开更多

关键词 双足机器人 实时控制 滚动时域 虚拟被动步行

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基于多模型滚动时域估计的卫星故障诊断

20

作者 赵石磊 吴丽娜 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期647-652,共6页

研究了卫星姿态控制系统故障诊断问题,将滚动时域估计与交互式多模型(IMM)方法相结合,利用滚动时域估计方法对系统状态进行估计,系统转换慨率也相应地利用了一个时间段的估计误差作为依据.而不是只考虑一个时刻的估计误差,因此有效减少... 研究了卫星姿态控制系统故障诊断问题,将滚动时域估计与交互式多模型(IMM)方法相结合,利用滚动时域估计方法对系统状态进行估计,系统转换慨率也相应地利用了一个时间段的估计误差作为依据.而不是只考虑一个时刻的估计误差,因此有效减少了大噪声以及个别错误测量对诊断结果的影响.最后的仿真结果证明了该算法的有效性. 展开更多

关键词 卫星故障诊断 滚动时域估计 IMM 姿态控制系统

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