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基于自适应滑模的四轮移动机器人轨迹跟踪控制
1
作者 郭磊 张雨晴 宋原 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期11-18,共8页
针对滑模控制中具有未知界的非匹配不确定性的估计与补偿问题,提出了一种适用于四轮移动机器人的非奇异终端滑模控制器,不需要已知界的不确定性的先验知识。为了保证滑模面的存在性,引入高斯过程回归对非匹配不确定性进行在线估计,一方... 针对滑模控制中具有未知界的非匹配不确定性的估计与补偿问题,提出了一种适用于四轮移动机器人的非奇异终端滑模控制器,不需要已知界的不确定性的先验知识。为了保证滑模面的存在性,引入高斯过程回归对非匹配不确定性进行在线估计,一方面避免采用高增益的控制,从而减小了控制量抖振;另一方面,通过高斯过程回归的估计结果对系统的不确定性进行补偿,从而提高了基于模型的滑模控制器的适应性。基于近端策略优化(PPO)算法设计了一种自适应终端滑模控制器,通过控制精度和控制输入的抖振幅度来构建奖励函数,以此对滑模控制器的参数进行自适应调整,从而减小抖振并提高跟踪精度。通过李雅普诺夫稳定性分析证明了非奇异终端滑模控制器的稳定性,基于数值仿真实验验证了所设计控制器的有效性。结果表明:与传统的终端滑模相比,所提出的自适应终端滑模控制器在保持较高控制精度的同时,抖振振幅减小了90%,优于传统的控制方法。 展开更多
关键词 四轮移动机器人 轨迹跟踪 终端滑模控制 自适应滑模控制 高斯过程回归 强化学习
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基于干扰观测器的自适应反演滑模主动升沉补偿控制策略
2
作者 徐建安 刘浩博 +2 位作者 刘华东 张伟久 展勇 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期558-566,共9页
针对主动升沉补偿二次控制液压系统受到外部干扰和模型内部参数摄动等不确定性因素影响的问题,本文提出一种基于干扰观测器的自适应反演滑模控制策略。干扰观测器根据系统输入和二次元件输出去观测外部干扰和模型内部参数摄动,自适应反... 针对主动升沉补偿二次控制液压系统受到外部干扰和模型内部参数摄动等不确定性因素影响的问题,本文提出一种基于干扰观测器的自适应反演滑模控制策略。干扰观测器根据系统输入和二次元件输出去观测外部干扰和模型内部参数摄动,自适应反演滑模保证系统的位移补偿精度并估计干扰观测器的观测误差以及不可观测的干扰值,二者输出整合得到控制率,并采用李雅普诺夫函数证明控制系统的稳定性。仿真结果表明:本文设计的控制策略可以实时估计并补偿外部干扰与参数摄动,观测器误差仅为1.74%,有效提高补偿系统面对不确定因素的鲁棒性;自适应反演滑模控制结合干扰观测器的输出误差补偿机制,进一步提升了位移补偿精度,能够在恶劣环境下使补偿效率提升并稳定至96%以上。 展开更多
关键词 主动升沉补偿 干扰观测器 滑模控制 自适应控制 二次控制 电液伺服 位移补偿 仿真分析
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攻角约束的敏捷机动自适应滑模控制方法
3
作者 张旋 陈升泽 王子晗 《导弹与航天运载技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期78-84,共7页
针对航天器大攻角敏捷机动控制问题,基于直接力/气动力复合控制策略,提出攻角约束下航天器自适应滑模姿态控制方法。首先,建立纵向直接力/气动力复合控制模型和侧向喷流干扰模型,通过设计考虑攻角约束的预设性能非线性映射函数,将攻角... 针对航天器大攻角敏捷机动控制问题,基于直接力/气动力复合控制策略,提出攻角约束下航天器自适应滑模姿态控制方法。首先,建立纵向直接力/气动力复合控制模型和侧向喷流干扰模型,通过设计考虑攻角约束的预设性能非线性映射函数,将攻角约束的俯仰通道姿态控制问题转换为无约束的攻角误差调节控制问题;其次,设计攻角误差启发的非线性积分型滑模面,在反演控制框架下,提出侧向喷流干扰自适应估计的积分反演滑模控制方法,保证对侧向喷流干扰上界的在线估计,实现大攻角敏捷精准控制。最后,基于Lyapunov稳定性理论,证明了所设计的闭环控制系统的渐近稳定性。数值仿真表明:所提方法相比经典滑模控制方法,稳态时间缩短了79.16%,超调量减小了24.68%,舵偏能量消耗减小了34.54%。 展开更多
关键词 直接力/气动力 预设性能 自适应滑模 姿态控制 敏捷控制
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基于终端滑模控制和模糊系统的高速列车轨迹跟踪自适应控制器
4
作者 郭佑星 冯晓云 +2 位作者 张启璇 孙鹏飞 王青元 《铁道学报》 北大核心 2025年第4期33-40,共8页
研究存在模型不确定和外界干扰的高速列车轨迹跟踪控制问题。考虑建模精度与控制成本,建立单坐标系下的列车多体动力学模型。基于终端滑模控制和模型参考自适应控制,设计控制方法实现高速列车速度和位置跟踪控制,并严格证明了控制方法... 研究存在模型不确定和外界干扰的高速列车轨迹跟踪控制问题。考虑建模精度与控制成本,建立单坐标系下的列车多体动力学模型。基于终端滑模控制和模型参考自适应控制,设计控制方法实现高速列车速度和位置跟踪控制,并严格证明了控制方法的稳定性。提出基于控制误差和速度等级的通用模糊规则,调整控制器不连续项系数,在不影响控制效果的同时抑制控制系统的抖振现象。对所提AFTSMC进行两个数值试验,并与相同条件下采用MRAC、PID及普通ATSMC进行对比试验。通过仿真结果分析,证明所提AFTSMC的轨迹跟踪性能和平稳控制效果。 展开更多
关键词 高速列车 轨迹跟踪控制 终端滑模控制 自适应控制 模糊系统 多体动力学系统
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基于复合非线性反馈-自适应积分滑模的飞机主动侧杆随动控制
5
作者 邢皓斌 吴阳明 +3 位作者 郑凯 王晓丽 欧阳权 王志胜 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
主动侧杆是飞机飞行姿态调节的关键操纵装置。在飞机自动驾驶模式下,主动侧杆随动功能通过实时跟踪飞机的控制指令,增强飞行员对飞行状态的感知,从而有效提升飞行安全性。然而,系统中的未知干扰力矩会导致主动侧杆随动跟踪精度下降。为... 主动侧杆是飞机飞行姿态调节的关键操纵装置。在飞机自动驾驶模式下,主动侧杆随动功能通过实时跟踪飞机的控制指令,增强飞行员对飞行状态的感知,从而有效提升飞行安全性。然而,系统中的未知干扰力矩会导致主动侧杆随动跟踪精度下降。为了解决这一难题,文中设计了一种基于复合非线性反馈-自适应积分滑模的主动侧杆随动控制方法,在复合非线性反馈控制算法基础上加入积分滑模控制算法。其中,复合非线性反馈控制能有效改善系统的稳态性,自适应积分滑模控制能有效抑制系统未知干扰。实验结果表明,所提出的改进飞机主动侧杆随动控制算法与传统复合非线性反馈控制算法相比,调节时间减小约41%,稳态误差减少了约93.6%。此外,在加入常值扭矩扰动下与传统PID算法相比,改进后的随动控制算法调节时间减少了约79%。改进后的主动侧杆随动控制算法显著提升了系统的控制精度和响应性能,并且具有良好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 主动侧杆 随动控制 复合非线性反馈 自适应积分滑模控制
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固体密实充填自适应滑模路径跟踪控制研究
6
作者 张子航 刘扬 +3 位作者 杨尚青 薄灿 张子峣 李明泽 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期57-66,共10页
针对煤矿固体充填液压支架推压机构在复杂工况下轨迹跟踪精度低、抗干扰能力不足等问题,提出了一种基于改进滑模控制方法的自适应解耦控制策略。通过构建包含管路效应的双液压缸协同动力学模型,表征了系统在充填作业中的非线性与不确定... 针对煤矿固体充填液压支架推压机构在复杂工况下轨迹跟踪精度低、抗干扰能力不足等问题,提出了一种基于改进滑模控制方法的自适应解耦控制策略。通过构建包含管路效应的双液压缸协同动力学模型,表征了系统在充填作业中的非线性与不确定性。设计前馈补偿解耦方法,有效抑制了水平液压缸与抬升液压缸的耦合效应。进一步提出融合指数趋近律与双曲正切函数的自适应滑模控制器,通过动态调整趋近速率和扰动估计参数,显著降低滑模面抖振并提升轨迹跟踪精度。基于AMESim/Simulink联合仿真平台的实验结果表明,与传统PI和模糊PID控制相比,所提方法稳定时间缩短超过60%,最大跟踪误差小于0.02 m,在响应速度、控制精度及抗干扰能力方面均表现出显著优势。 展开更多
关键词 固体充填 推压机构 前馈补偿 自适应趋近律 滑模控制
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基于RBF自适应滑模的旋转式压电纳米探针台轨迹跟踪控制
7
作者 马诗雨 孟思源 +1 位作者 丁戍辰 汝长海 《微纳电子技术》 2025年第5期101-111,共11页
随着微纳技术的快速发展,旋转式压电纳米探针台在高真空扫描电子显微镜(SEM)中的应用需求日益增加。为了解决压电驱动设备面临的非线性特性和不确定性干扰,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的自适应滑模控制(RBF-ASMC)方法。通过结... 随着微纳技术的快速发展,旋转式压电纳米探针台在高真空扫描电子显微镜(SEM)中的应用需求日益增加。为了解决压电驱动设备面临的非线性特性和不确定性干扰,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的自适应滑模控制(RBF-ASMC)方法。通过结合拉格朗日方法和压电材料的迟滞模型,建立了旋转式压电纳米探针台的动力学模型,并采用RBF神经网络逼近系统未知动态,利用神经网络自适应律优化控制参数。仿真结果表明,RBF-ASMC方法在轨迹跟踪精度和收敛时间方面具有显著优势,稳态误差为0.01°,平均响应时间为1.2 s,相比传统反馈线性化控制(FLC)和非线性干扰观测器滑模控制(NDOSMC)分别减少58.3%和44.4%。这些结果证明,RBF-ASMC在提升控制精度的同时,显著提高系统的动态响应和抗干扰能力。 展开更多
关键词 旋转式压电纳米探针台 径向基函数(RBF)神经网络 自适应滑模控制(asmc) 轨迹跟踪 非线性特性
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基于迭代学习控制的桥式吊车模型参考自适应滑模控制
8
作者 曹鹏程 徐为民 《上海海事大学学报》 北大核心 2025年第1期144-152,共9页
针对桥式吊车系统存在动态数学模型难以建立和扰动影响等问题,提出一种基于迭代学习控制的模型参考自适应广义超螺旋滑模控制策略。该策略是通过将自适应广义超螺旋滑模算法与基于动态学习增益的迭代学习控制相结合而获得的。超螺旋滑... 针对桥式吊车系统存在动态数学模型难以建立和扰动影响等问题,提出一种基于迭代学习控制的模型参考自适应广义超螺旋滑模控制策略。该策略是通过将自适应广义超螺旋滑模算法与基于动态学习增益的迭代学习控制相结合而获得的。超螺旋滑模算法采用自适应增益技术,即使精确扰动边界未知,也可以调整切换增益,提高系统的鲁棒性和稳定性。通过迭代学习控制可以对系统未知动力学进行估计,进一步提高系统的控制性能。设计一种非线性动态学习增益来保证学习过程中的收敛速度和稳态精度。应用产生指数衰减曲线的参考模型来跟踪位置误差,通过修改参考模型的衰减率控制系统动态响应过程。利用李雅普诺夫理论对系统的稳定性进行证明。仿真结果验证了控制器的有效性。 展开更多
关键词 桥式吊车 自适应广义超螺旋滑模 迭代学习控制 动态学习增益 模型参考自适应
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基于超螺旋滑模观测的变质量无人艇航速自适应控制
9
作者 闫昭琨 杨冠宇 王鸿东 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期247-262,共16页
[目的]为实现对变质量无人艇在各类载荷投放任务下的精准控制,提出一种适用于质量与吃水均发生未知改变情况的变质量无人艇航速自适应控制方法。[方法]以吃水及其高阶项为自变量,对变质量无人艇操纵运动模型中,质量、吃水,以及各水动力... [目的]为实现对变质量无人艇在各类载荷投放任务下的精准控制,提出一种适用于质量与吃水均发生未知改变情况的变质量无人艇航速自适应控制方法。[方法]以吃水及其高阶项为自变量,对变质量无人艇操纵运动模型中,质量、吃水,以及各水动力导数项间的耦合影响关系进行解析表达。针对变质量无人艇各运动状态量与其吃水项的高相关性,设计超螺旋滑模观测器对变质量无人艇的未知吃水与质量进行观测估计,并通过李雅普诺夫理论证明观测器的有限时间稳定。基于解耦后的变质量无人艇操纵运动模型,设计航速自适应控制算法,结合超螺旋滑模观测器的观测值与控制误差对自适应控制律实时更新,根据李雅普诺夫方法验证控制系统的整体稳定性。最后,针对变质量无人艇载荷投放任务场景,开展若干工况下的仿真实验。[结果]结果表明,所设计的吃水观测算法可实现对变质量无人艇吃水与质量的精准观测。在载荷发生阶跃变化与连续变化等典型工况下,该变质量无人艇航速自适应控制算法均可实现对目标航速的稳定跟踪。[结论]研究表明,所提控制算法可适用于变质量无人艇的各类典型控制工况。 展开更多
关键词 无人艇 变质量 变质量体控制 超螺旋滑模观测器 自适应控制系统 航速控制 吃水观测
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基于自适应终端趋近律和滑模扰动观测器的SPMSM控制
10
作者 张会林 顾玉 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第1期125-134,共10页
为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因... 为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因子和系统状态的指数增益,使新的趋近律中不含有切换函数;其次,经理论和测试分析,证明了ATSMRL收敛时间比CESMRL短且抖振更小;为了进一步补偿SPMSM驱动系统中的扰动,设计了ESMDO以实时将观测到的扰动值及时前馈至速度控制器中,利用Lyapunov证明了ATSMRL和ESMDO的稳定性。通过仿真和实验,在电机启动、加载和卸载三个阶段对所提方法进行了有效性验证,结果表明:与CESMRL和ATSMRL相比,所提方法不仅实现了速度无超调、收敛时间最快,而且降低了电机的抖振、增强了系统的抗干扰性能。 展开更多
关键词 表贴式永磁同步电机 滑模控制 自适应终端趋近律 扩张滑模扰动观测器 抖振
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基于改进超螺旋滑模控制的USV自适应操纵控制算法
11
作者 骆庆焕 祝贵兵 《造船技术》 2025年第1期72-77,共6页
针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)的自适应操纵控制问题,提出一种基于改进超螺旋滑模控制的USV自适应操纵控制算法。建立USV的运动数学模型。考虑USV的欠驱动特性,建立基于输出重定义的误差动态系统。为增强控制器的稳健性... 针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)的自适应操纵控制问题,提出一种基于改进超螺旋滑模控制的USV自适应操纵控制算法。建立USV的运动数学模型。考虑USV的欠驱动特性,建立基于输出重定义的误差动态系统。为增强控制器的稳健性并削弱滑模控制导致的抖振影响,设计改进超螺旋滑模控制器,提高操纵控制系统的瞬态性能和稳态性能。针对复合扰动导数上界未知的情况,利用参数自适应技术对控制器参数进行估计。利用李雅普诺夫函数证明闭环系统的稳定性,采用数值仿真进行操纵控制性能验证。仿真结果表明,所提出的操纵控制算法具有良好的操纵控制性能,并可减轻抖振现象。 展开更多
关键词 无人水面艇 自适应操纵控制 改进超螺旋滑模控制 改进超螺旋滑模控制器 运动数学模型 输出重定义 抖振 李雅普诺夫函数
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大载重无人机自适应滑模位置与姿态跟踪控制
12
作者 潘科宇 樊师瑜 +1 位作者 洪健 胡斌 《航空计算技术》 2025年第2期59-64,共6页
无人机运输货物时,易受地理环境因素影响,尤其大载重无人机在山区执行运输时,受阵风干扰的概率会随着任务时间的递增明显提高。针对大载重四旋翼无人机遭受外界非线性时变有界扰动情形下的位置与姿态跟踪控制进行研究,提出了一种自适应... 无人机运输货物时,易受地理环境因素影响,尤其大载重无人机在山区执行运输时,受阵风干扰的概率会随着任务时间的递增明显提高。针对大载重四旋翼无人机遭受外界非线性时变有界扰动情形下的位置与姿态跟踪控制进行研究,提出了一种自适应滑模控制策略,利用该控制策略确保了大载重四旋翼无人机位置与姿态跟踪误差渐近收敛。通过自适应控制技术估计补偿未知非线性量,并通过李雅普诺夫理论和滑模控制理论,解决了大载重四旋翼无人机的位置与姿态跟踪控制问题。仿真结果表明:所提控制策略能够实现外界非线性时变有界扰动时的位置与姿态跟踪控制,且跟踪误差收敛于有界值。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 位置与姿态跟踪 自适应控制 滑模控制
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基于自适应与神经网络滑模的航空器主动控制
13
作者 贾格非 陈荣杰 +1 位作者 钟福明 刘锡烨 《航空计算技术》 2025年第2期77-82,共6页
聚焦于应用压电驱动器实现对夹紧矩形膜结构的大幅非线性振动的主动控制。基于膜结构非线性动力学模型,采用自适应控制策略和引入滑模控制器与径向基函数神经网络的结合,通过Matlab数值仿真验证了控制方法的有效性。研究结果表明,自适... 聚焦于应用压电驱动器实现对夹紧矩形膜结构的大幅非线性振动的主动控制。基于膜结构非线性动力学模型,采用自适应控制策略和引入滑模控制器与径向基函数神经网络的结合,通过Matlab数值仿真验证了控制方法的有效性。研究结果表明,自适应控制和变结构神经网络控制成功抑制了膜结构振动,在面对不同激励条件下均能快速趋近参考模型的动态响应。并引入卡尔曼观测器有效抑制了测量噪声,降低了控制成本。为航空航天领域中薄膜结构振动控制提供了可靠的解决途径。 展开更多
关键词 大振幅振动 滑模控制 自适应控制 径向基函数神经网络 卡尔曼观测器
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自适应量化神经网络滑模无人船编队控制 被引量：2
14
作者 宁君 刘子涵 +2 位作者 李伟 李铁山 陈俊龙 《上海海事大学学报》 北大核心 2024年第2期7-13,共7页
针对复杂海洋环境下欠驱动水面无人船(unmanned surface vehicle,USV)编队控制存在的模型不确定性、参数摄动、控制输入量化等问题,提出一种自适应量化神经网络滑模控制算法。在USV运动学子系统中,设计基于内外环控制策略的制导律,解决... 针对复杂海洋环境下欠驱动水面无人船(unmanned surface vehicle,USV)编队控制存在的模型不确定性、参数摄动、控制输入量化等问题,提出一种自适应量化神经网络滑模控制算法。在USV运动学子系统中,设计基于内外环控制策略的制导律,解决USV欠驱动问题。由于所采用的动力学模型中含有未知项和外界环境干扰,故在USV动力学子系统中通过使用径向基函数神经网络实现对干扰的估计。采用一种线性解析模型来描述输入量化过程。所设计的控制系统不需要量化参数的先验信息。基于输入-状态稳定性理论证明了系统稳定性。通过仿真实验验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 自适应滑模控制 输入量化 编队控制 水面无人船(USV)
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高速列车无线网络自适应滑模容错控制研究 被引量：2
15
作者 刘洋 李帅 李常贤 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期202-211,共10页
为消除高速列车无线网络控制过程中网络时延和执行器故障对控制性能的叠加影响,对高速列车无线网络进行容错控制研究。首先,搭建列车无线网络控制试验台采集时延数据,采用卷积神经网络(CNN)提取时延数据的空间特征,并利用改进粒子群算法... 为消除高速列车无线网络控制过程中网络时延和执行器故障对控制性能的叠加影响,对高速列车无线网络进行容错控制研究。首先,搭建列车无线网络控制试验台采集时延数据,采用卷积神经网络(CNN)提取时延数据的空间特征,并利用改进粒子群算法(IPSO)优化门控循环单元(GRU)以提高预测精度;其次,通过反向传播神经网络(BPNN)学习故障状态下的列车参数,对列车牵引/制动执行器进行健康诊断;最后,设计自适应滑模容错控制器对时延和执行器故障进行补偿。结果表明:与PSO-LSTM预测模型相比,IPSOCNN-GRU模型具有更高的预测精度,其最大、最小和平均预测相对误差分别降低94.15%,17.24%和74.39%;在网络时延和执行器故障条件下,所提模型相较于RBF神经网络和反演控制,其速度跟踪平均绝对误差、均方误差和标准差的值均降低近95%。该模型能够精确地预测网络时延,可确保在各种操作条件下列车的平稳运行。 展开更多
关键词 列车运行控制 高速列车 自适应滑模容错控制 健康诊断 改进的粒子群算法
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不确定四旋翼飞行器系统的滑模鲁棒控制
16
作者 于涛 苗志鑫 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第1期34-44,61,共12页
针对不确定四旋翼飞行器系统的控制问题,提出一种基于自适应一阶滑模干扰估计器和二相组合函数趋近律的滑模鲁棒控制策略。将四旋翼飞行器系统分成2个全驱动子系统和2个欠驱动子系统,并采用适当的滑动面设计方法构造各子系统的滑动面。... 针对不确定四旋翼飞行器系统的控制问题,提出一种基于自适应一阶滑模干扰估计器和二相组合函数趋近律的滑模鲁棒控制策略。将四旋翼飞行器系统分成2个全驱动子系统和2个欠驱动子系统,并采用适当的滑动面设计方法构造各子系统的滑动面。采用一种连续的自适应一阶滑模干扰估计器在线逼近各子系统的不确定性因素,并使用一种能够动态适应滑动面变化的二相组合函数趋近律,依次设计全驱动子系统和欠驱动子系统的滑模控制量。从理论上分析了闭环控制系统的稳定性和控制系统滑动面的收敛时间,仿真测试结果验证了所提出的滑模控制策略的鲁棒控制性能和控制器抖动削弱能力。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 滑模鲁棒控制 二相组合函数趋近律 自适应一阶滑模干扰估计器 抖动削弱
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多四旋翼无人机分布式编队自适应容错控制
17
作者 王君 骆明敏 《电光与控制》 北大核心 2025年第5期7-13,共7页
针对四旋翼无人机编队面临的外部干扰和执行器故障等问题,提出一种自适应屏障函数快速终端滑模控制(ABFFTSMC)算法。首先,设计分布式编队控制方法,基于四旋翼无人机之间的无向固定通信拓扑结构,仅用邻近无人机的信息便可实现通信交流,... 针对四旋翼无人机编队面临的外部干扰和执行器故障等问题,提出一种自适应屏障函数快速终端滑模控制(ABFFTSMC)算法。首先,设计分布式编队控制方法,基于四旋翼无人机之间的无向固定通信拓扑结构,仅用邻近无人机的信息便可实现通信交流,降低对全局数据的需求,减少通信带宽的压力。然后,设计自适应屏障函数的快速终端滑模控制器,采用可变增益来补偿干扰和故障,实现跟踪误差在有限时间内收敛至零。仿真结果表明,在外部干扰和执行器故障的情况下,该算法能够大大提高多四旋翼无人机编队的容错性能。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 执行器故障 分布式编队控制 自适应屏障函数 快速终端滑模控制
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基于耦合特性的多四旋翼协同吊挂系统分布式自适应滑模控制 被引量：1
18
作者 刘伟 陈谋 《航空科学技术》 2024年第9期70-79,共10页
多四旋翼协同吊挂系统(MQCSS)的编队运输能提升搬运效率与安全性,实现灵活操控,广泛应用于生产、物流等领域。针对存在未知扰动的MQCSS的编队运输问题,本文提出一种基于耦合特性的分布式自适应滑模控制方法。结合预设性能方法,设计自适... 多四旋翼协同吊挂系统(MQCSS)的编队运输能提升搬运效率与安全性,实现灵活操控,广泛应用于生产、物流等领域。针对存在未知扰动的MQCSS的编队运输问题,本文提出一种基于耦合特性的分布式自适应滑模控制方法。结合预设性能方法,设计自适应滑模控制器以确保四旋翼飞行器执行编队飞行运输,并避免四旋翼飞行器之间的碰撞。定义负载与四旋翼飞行器之间的耦合特性指标,设计了基于耦合特性的自适应滑模控制器,实现MQCSS的鲁棒协同运输。通过Lyapunov稳定性分析证明了闭环系统所有跟踪误差的一致最终有界性。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。所设计的控制方法可优化多四旋翼协同吊挂系统的稳定性和精确性,实现高效、安全的物体搬运操作,推动物流和工业自动化技术的发展与应用。 展开更多
关键词 协同吊挂 分布式编队控制 自适应滑模 预设性能 耦合特性
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基于双环自适应滑模的移动机器人轨迹跟踪控制 被引量：4
19
作者 张鑫 秦东晨 +1 位作者 谢远龙 王书亭 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期13-20,共8页
为了提升移动机器人轨迹跟踪精度,针对传统双环控制内外环协调性差、抗扰性弱的问题,文章提出双环自适应滑模的控制方法。为消除传统滑模控制(sliding mode control, SMC)方法中的趋近阶段,设计新型时变积分终端滑模控制器以保证系统状... 为了提升移动机器人轨迹跟踪精度,针对传统双环控制内外环协调性差、抗扰性弱的问题,文章提出双环自适应滑模的控制方法。为消除传统滑模控制(sliding mode control, SMC)方法中的趋近阶段,设计新型时变积分终端滑模控制器以保证系统状态始终位于滑模面,并通过控制器参数调节实现内环姿态误差和外环位置误差的快速收敛;构建基于势垒函数的增益调控方法,保证在扰动上界未知的情况下有效地抑制状态抖振,提高轨迹跟踪系统的抗干扰能力。对所提方法进行的验证分析结果表明,相较于现有的双环控制方法,该文轨迹跟踪控制方法精度更高、鲁棒性更强。 展开更多
关键词 移动机器人 轨迹跟踪 双环自适应滑模控制(SMC) 势垒函数
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自适应固定时间四旋翼事件触发控制
20
作者 谭维聪 吴启武 +2 位作者 朱利 姜灵芝 刘嘉琪 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第4期225-234,共10页
针对四旋翼无人机轨迹跟踪控制问题,考虑到模型不确定性、提高收敛速度、通信资源受限等因素,提出一种基于神经网络的自适应固定时间事件触发四旋翼无人机轨迹跟踪控制算法。首先,建立四旋翼无人机嵌套双环误差系统。随后,分别针对位置... 针对四旋翼无人机轨迹跟踪控制问题,考虑到模型不确定性、提高收敛速度、通信资源受限等因素,提出一种基于神经网络的自适应固定时间事件触发四旋翼无人机轨迹跟踪控制算法。首先,建立四旋翼无人机嵌套双环误差系统。随后,分别针对位置、姿态环误差系统设计滑模面和固定时间控制器。在姿态环的控制器设计当中,利用径向基函数神经网络的逼近特性补偿系统中的非线性项及未知扰动项,并通过引入事件触发机制设计事件触发控制器,降低姿态环控制器更新频率。基于Lyapunov稳定性理论分析方法证明了所提出控制策略具有鲁棒性、固定时间收敛性,且能够避免Zeno现象。最后,利用Matlab/Simulink进行仿真验证,结果表明所提出的控制算法具有较快的收敛速度且能够降低四旋翼无人机的通信负担。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 固定时间控制 滑模控制 自适应神经网络 事件触发控制
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