非线性跟踪微分器在光电编码器测速中的应用 被引量：18

1

作者 王帅 王建立 +1 位作者 陈涛 李洪文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期849-853,共5页

给出了一种基于位置测量的实时速度估计方法,并应用于轴角编码器测速。该算法基于非线性跟踪微分器理论,采用对输入信号进行数值积分的方式,快速准确地估计出其微分信号,避免了常规差分算法带来的噪声放大问题;算法不依赖于对象模型,计... 给出了一种基于位置测量的实时速度估计方法,并应用于轴角编码器测速。该算法基于非线性跟踪微分器理论,采用对输入信号进行数值积分的方式,快速准确地估计出其微分信号,避免了常规差分算法带来的噪声放大问题;算法不依赖于对象模型,计算量小,易于实现。给出了该算法的理论依据,以及基于欧拉方法的离散表达公式,并进行了数值仿真分析和实验验证。实验结果表明:该方法能有效地降低编码器采样频率和测量噪声对测速的影响,明显提高低速测量的实时性和准确性,进一步将此方法应用于实验系统的速度闭环反馈控制,在不改变控制器参数的情况下,将0.004(°)/s的速度波动方差从1.563(″)/s减少到1.066(″)/s,改善了低速跟踪的速度平稳性。仿真和实验证明了该方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 非线性跟踪微分器 速度估计 光电编码器 数字速度测量 低速测量

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双曲正弦非线性跟踪微分器设计 被引量：11

2

作者 卜祥伟 吴晓燕 +1 位作者 张蕊 朱付景 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期107-111,138,共6页

针对传统跟踪微分器算法复杂、参数整定困难和噪声抑制能力有限的不足,设计了一种新型双曲正弦非线性跟踪微分器(HNTD)。引入终端吸引子函数和双曲正弦函数构造了HNTD的跟踪函数,并证明了其全局一致渐近稳定性。通过仿真分析设计参数变... 针对传统跟踪微分器算法复杂、参数整定困难和噪声抑制能力有限的不足,设计了一种新型双曲正弦非线性跟踪微分器(HNTD)。引入终端吸引子函数和双曲正弦函数构造了HNTD的跟踪函数,并证明了其全局一致渐近稳定性。通过仿真分析设计参数变化对HNTD频域特性的影响,为其设计参数的整定提供参考。双曲正弦函数既能保证HNTD状态收敛的快速性,又能有效避免平衡点附近的颤振现象;终端吸引子函数则保证了HNTD对噪声良好的抑制效果。仿真结果表明,HNTD的跟踪和滤波效果与传统跟踪微分器相比,不仅结构形式简单、设计参数相对较少、整定规则明确,而且在跟踪精度、响应速度和滤波能力等方面均具有一定的优势。 展开更多

关键词 非线性跟踪微分器 终端吸引子函数 双曲正弦函数 抑制噪声

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利用非线性跟踪微分器测速测加速度的研究 被引量：2

3

作者 乔冠宇 高慧斌 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第1期105-107,共3页

针对在光电跟踪伺服系统中常规差分测速度和测加速度高频时带来的误差放大问题,文中提出了将非线性跟踪微分器应用于测速测加速度环节的方法,利用位置传感器测出的位置信号,能快速准确的估计出速度和加速度信息。该方法不基于对象模型,... 针对在光电跟踪伺服系统中常规差分测速度和测加速度高频时带来的误差放大问题,文中提出了将非线性跟踪微分器应用于测速测加速度环节的方法,利用位置传感器测出的位置信号,能快速准确的估计出速度和加速度信息。该方法不基于对象模型,计算量小,简便且易于实现,同时也无需额外的硬件开销。文中在进行大量数值仿真分析的同时,进行了实验验证。结果表明,伺服跟踪系统在低速(0.03°/s)情况下,速度和加速度的波动方差分别降低了7.56″/s和11.52″/s2。并且在低速跟踪时平稳无抖动。文中方法有效可行,为今后伺服系统速度闭环提供了新的思路。 展开更多

关键词 非线性跟踪微分器 差分测速 速度、加速度估计 低速跟踪

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基于自适应非线性跟踪微分器的直线电机位置和速度检测方法 被引量：2

4

作者 周世炯 李耀华 +3 位作者 史黎明 范满义 张明远 刘进海 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期24-33,共10页

为了解决直线电机的位置和速度检测的问题,设计了基于激光器阵列的光栅传感器位置检测系统,提出一种利用非线性跟踪微分器的直线电机速度测量方法,对电机动子位置进行准确跟踪以及对动子的速度进行测量。针对传统的非线性跟踪微分器在... 为了解决直线电机的位置和速度检测的问题,设计了基于激光器阵列的光栅传感器位置检测系统,提出一种利用非线性跟踪微分器的直线电机速度测量方法,对电机动子位置进行准确跟踪以及对动子的速度进行测量。针对传统的非线性跟踪微分器在一定速度下处理测量噪声干扰和相位延迟存在矛盾的问题,设计了一种自适应非线性跟踪微分器,其参数能够跟随电机动子的运动速度自动调整,频率特性分析证明了其良好的微分特性。仿真和实验结果均证明了所设计的直线电机光栅位置检测方法和自适应非线性跟踪微分器测速的有效性,在电机运行的全速范围内都能够很好地抑制测量误差以及滤波效应带来的延迟,获得全程精确且快速的电机动子位置信号和速度输出信号。 展开更多

关键词 直线电机 光栅传感器 位置和速度检测 自适应参数 非线性跟踪微分器 全速范围

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非线性跟踪微分器在半捷联稳定平台中的应用 被引量：4

5

作者 史鹏杰 张红刚 高军科 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第1期107-110,共4页

针对半捷联稳定平台中框架角速率的提取问题,首次提出了一种基于非线性跟踪微分器的测速方案,此方案可以避免常规差分测速带来的误差放大问题,并且可以利用预报补偿方法解决非线性跟踪微分器带来的相位延迟问题。数值仿真和实验结果表明... 针对半捷联稳定平台中框架角速率的提取问题,首次提出了一种基于非线性跟踪微分器的测速方案,此方案可以避免常规差分测速带来的误差放大问题,并且可以利用预报补偿方法解决非线性跟踪微分器带来的相位延迟问题。数值仿真和实验结果表明,非线性跟踪微分器可以从框架角位置信号中准确地提取角速率信号,实验证明了基于非线性跟踪微分器的半捷联稳定方法与直接稳定方法对低频角扰动的隔离能力相当,并证明了非线性跟踪微分器在半捷联稳定平台中应用的可行性和有效性。 展开更多

关键词 非线性跟踪微分器 半捷联稳定平台 角速率估计

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基于非线性跟踪微分器的编码器数据采集应用

6

作者 曲云昭 李洪文 +1 位作者 邓永停 王晶 《现代电子技术》 北大核心 2017年第21期149-152,157,共5页

针对某望远镜转台使用的SSI接口绝对式编码器,提出基于FPGA读取编码器信号的方案,并给出非线性跟踪微分器的测速滤波方法,同时采用预报补偿的方法解决滤波后的相位延迟问题。根据读取到的编码器位置信息,能够准确快速地估计出速度值,滤... 针对某望远镜转台使用的SSI接口绝对式编码器,提出基于FPGA读取编码器信号的方案,并给出非线性跟踪微分器的测速滤波方法,同时采用预报补偿的方法解决滤波后的相位延迟问题。根据读取到的编码器位置信息,能够准确快速地估计出速度值,滤除信号中的随机噪声干扰。该方案不依赖对象模型,算法简单,调节参数少,计算量小,易于在工程中实现。通过仿真分析和实验验证表明,该方案能够准确读取绝对式编码器码值,根据码值信息估计速度信息,转台以0.05(°)/s转动时,速度波动方差降低了3.46(″)/s,改善了低速运行的平稳性。实验证明了该方法的准确性和有效性,具有良好的使用价值。 展开更多

关键词 非线性跟踪微分器 绝对式编码器 速度估计 滤波

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全程快速非线性跟踪-微分器 被引量：50

7

作者 王新华 陈增强 袁著祉 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期875-878,共4页

设计一种快速收敛的非线性跟踪＿微分器,使系统在远离平衡点和接近平衡点都能自动快速地向平衡点收敛,并采用线性与非线性组合的连续函数形式,而不需要切换函数,从而防止了系统的抖振现象.

关键词 非线性跟踪-微分器 控制系统 连续函数 非线性 线性

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非线性跟踪-微分器在载波相位测速中的应用 被引量：1

8

作者 汤勇刚 何晓峰 +1 位作者 吴美平 胡小平 《兵工自动化》 2007年第7期51-53,共3页

针对传统微分器存在噪声放大和时延问题构造的非线性跟踪-微分器。通过离散的载波相位观测量提取载波相位率,并利用跟踪-微分器输出的二阶微分,采取预报的方法进行时延补偿。仿真及车载实验结果表明,该非线性跟踪-微分器能准确快速地跟... 针对传统微分器存在噪声放大和时延问题构造的非线性跟踪-微分器。通过离散的载波相位观测量提取载波相位率,并利用跟踪-微分器输出的二阶微分,采取预报的方法进行时延补偿。仿真及车载实验结果表明,该非线性跟踪-微分器能准确快速地跟踪微分信号,对噪声抑制作用良好,时延补偿效果明显,可提高速度测量精度。 展开更多

关键词 非线性跟踪-微分器 速度测量 载波相位 时延补偿

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基于改进的非线性跟踪-微分器的GDP预测 被引量：2

9

作者 冯金平 王伟 陈宇 《统计与决策》 CSSCI 北大核心 2019年第14期65-67,共3页

文章提出一种不依赖于模型的预测方法,即针对观测数据,在非线性跟踪-微分器(NTD)的基础上,基于泰勒公式获得预测值,以此改进NTD,并将其用于国内生产总值GDP的预测分析。结果表明:改进的NTD可以很方便地用于诸如GDP的预测分析,且提出的... 文章提出一种不依赖于模型的预测方法,即针对观测数据,在非线性跟踪-微分器(NTD)的基础上,基于泰勒公式获得预测值,以此改进NTD,并将其用于国内生产总值GDP的预测分析。结果表明:改进的NTD可以很方便地用于诸如GDP的预测分析,且提出的改进方法能有效地提高相应的预测精度,与依赖模型的预测方法比较仍有很大优势。 展开更多

关键词 非线性跟踪-微分器 泰勒公式 GDP预测

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基于微分器的轨迹线性化控制方法及其应用 被引量：5

10

作者 邵星灵 王宏伦 +1 位作者 张惠平 张晓峰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1259-1268,共10页

针对当前轨迹线性化控制(TLC)方法对系统中的不确定性存在鲁棒性不足的问题,受非线性跟踪微分器设计思路的启发,提出了一种基于微分器设计原则的轨迹线性化控制方法.首先,引入二阶线性微分器(SOLD)的概念,通过理论分析指出了当前轨迹线... 针对当前轨迹线性化控制(TLC)方法对系统中的不确定性存在鲁棒性不足的问题,受非线性跟踪微分器设计思路的启发,提出了一种基于微分器设计原则的轨迹线性化控制方法.首先,引入二阶线性微分器(SOLD)的概念,通过理论分析指出了当前轨迹线性化控制方法中采用一阶惯性+伪微分器求取标称指令的微分信号时,会存在与二阶线性微分器类似的峰值现象,随后利用韩式跟踪微分器(TD)求取标称指令及其微分信号,避免了该现象的同时又赋予了系统在控制量的约束范围内调节响应快慢的能力;其次,通过构造期望的闭环系统,跟踪误差动态,直接获取线性时变(LTV)系统的控制量,使得参数整定不再依赖于并行微分(PD)谱理论,在此基础上,将混合微分器(HD)的非摄动形式等价为期望的闭环系统跟踪误差动态,以提升轨迹线性化控制方法的鲁棒性,同时借助Lyapunov稳定性理论证明了受扰系统的跟踪误差最终一致有界;最后,利用所提出的轨迹线性化控制方法设计了高超声速飞行器的姿控系统并进行了相应的仿真.结果表明:存在大范围气动参数摄动的情况下,本方法仍具有较好的控制性能及抗干扰能力,能够满足高超声速飞行器快时变、高精度以及强鲁棒的控制需求. 展开更多

关键词 轨迹线性化控制方法 二阶线性微分器 非线性跟踪微分器 混合微分器 高超声速飞行器

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基于跟踪微分器的磁浮列车定位测速系统信号处理问题研究 被引量：8

11

作者 窦峰山 何洪礼 +1 位作者 谢云德 何宁 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期81-85,共5页

采用同步直线电机牵引的高速磁浮列车长定子轨道是不连续的,一般采用长定子模块拼接而成。为了轨道安装的方便及考虑到温度变形效应影响,在相邻长定子模块间留有一定的接缝,这使得相对位置传感器输出的磁极相角信号存在畸变,而且不同长... 采用同步直线电机牵引的高速磁浮列车长定子轨道是不连续的,一般采用长定子模块拼接而成。为了轨道安装的方便及考虑到温度变形效应影响,在相邻长定子模块间留有一定的接缝,这使得相对位置传感器输出的磁极相角信号存在畸变,而且不同长度的接缝导致的信号畸变情况也不同。针对该问题本文采用了一种新型跟踪微分器(TD),用于解决轨道接缝导致的信号畸变问题。通过仿真与实验对模型与算法进行了验证,结果表明新型快速非线性跟踪微分器能较好解决过轨道大、小接缝时的信号畸变问题。 展开更多

关键词 磁浮列车 信号畸变 快速非线性跟踪微分器 轨道接缝

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带有跟踪微分器的无模型自适应控制器 被引量：8

12

作者 武俊峰 刘亮亮 仲小虎 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期547-550,共4页

将跟踪微分器加入到无模型自适应控制器中,结合跟踪微分器与无模型自适应控制器的优点,设计出一种适合于诸如非线性、时滞、时变、强耦合等复杂系统的控制器。该控制器利用跟踪微分器安排过渡过程,实现了对强干扰、大时滞系统的快速、... 将跟踪微分器加入到无模型自适应控制器中,结合跟踪微分器与无模型自适应控制器的优点,设计出一种适合于诸如非线性、时滞、时变、强耦合等复杂系统的控制器。该控制器利用跟踪微分器安排过渡过程,实现了对强干扰、大时滞系统的快速、无超调控制,并且进行了与非线性PID(proportional integral derivative)控制器的对比仿真研究。仿真结果表明:带有跟踪微分器的无模型自适应控制器具有的优点,适合于处理带有强干扰以及时滞系统的控制问题。 展开更多

关键词 非线性跟踪微分器 过渡过程 无模型控制

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非线性电液位置伺服系统的自学习滑模模糊控制 被引量：8

13

作者 陈浩锋 戴一帆 杨军宏 《机床与液压》 北大核心 2006年第9期172-175,共4页

针对电液伺服系统存在参数变化、负载干扰等非线性因素,且难以建立精确的数学模型用于实时控制的特点,将一种自学习滑模模糊控制方法应用于电液伺服系统,并将滑模控制策略应用于模糊控制中,建立以滑模函数值为输入、伺服阀控制电压为输... 针对电液伺服系统存在参数变化、负载干扰等非线性因素,且难以建立精确的数学模型用于实时控制的特点,将一种自学习滑模模糊控制方法应用于电液伺服系统,并将滑模控制策略应用于模糊控制中,建立以滑模函数值为输入、伺服阀控制电压为输出、模糊规则只有11个的简单模糊控制器,通过在线学习调整模糊规则使系统状态快速滑向状态平衡点。该控制方法结合了滑模控制和自适应模糊控制,鲁棒性强、结构简单。仿真和实时控制结果表明:在电液位置伺服系统中取得良好的控制精度和稳定性。 展开更多

关键词 自学习滑模模糊控制 电液位置伺服系统 非线性微分跟踪器

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基于非线性TD滤波的PLC灌装系统研究

14

作者 陈湘 张泽 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第5期41-44,50,共5页

为了解决灌装过程中采集信号的反馈环境电噪声及液滴波动问题,引入非线性跟踪微分器,对采集信号滤波,消除高频噪声,基于PLC设计了一套灌装实验系统,推导并设计了基于PLC梯形图的非线性跟踪微分器(TD),并对跟踪微分器进行了优化设计,使PL... 为了解决灌装过程中采集信号的反馈环境电噪声及液滴波动问题,引入非线性跟踪微分器,对采集信号滤波,消除高频噪声,基于PLC设计了一套灌装实验系统,推导并设计了基于PLC梯形图的非线性跟踪微分器(TD),并对跟踪微分器进行了优化设计,使PLC的扫描周期由优化前的1 ms降低为0.8 ms,有效地缩减了PLC扫描时间成本。通过与RC滤波的对比实验表明,非线性TD滤波后的信号更加平滑,信号噪声峰值由滤波前的0.15 kg降低到0.002 kg以内,并且没有出现超调,有效提高了信号采集精度。4 kg液体灌装实验的平均相对误差达到0.166%,满足精度要求。 展开更多

关键词 灌装系统 PLC 非线性跟踪微分器 滤波

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光电跟踪平台脱靶量滞后补偿方法 被引量：5

15

作者 吕明明 侯润民 +1 位作者 柯于峰 侯远龙 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期141-147,共7页

针对光电跟踪平台在跟踪目标时存在脱靶量滞后的问题,设计了一种基于非线性跟踪微分器和机动目标“当前”统计模型的滞后补偿方法。根据光电跟踪平台中目标脱靶量的产生机理,将脱靶量滞后等效为纯延迟环节和采样保持环节的串联,利用非... 针对光电跟踪平台在跟踪目标时存在脱靶量滞后的问题,设计了一种基于非线性跟踪微分器和机动目标“当前”统计模型的滞后补偿方法。根据光电跟踪平台中目标脱靶量的产生机理,将脱靶量滞后等效为纯延迟环节和采样保持环节的串联,利用非线性跟踪微分器得到滞后脱靶量的跟踪信号及其微分信号。在此基础上,采取直接预测补偿法处理延迟环节,从而估计出不含延迟的脱靶量信号,并利用滞后脱靶量和跟踪信号的间距自适应调整非线性跟踪微分器的参数。根据机动目标的“当前”统计模型建立离散状态方程,采用修正的瑞利分布描述目标加速度的“当前”概率密度,从而估计在采样保持阶段的目标脱靶量,实现对采样保持环节的补偿。实验结果表明:所提方法将单位阶跃响应的超调量由基于自适应最小均方差补偿方法及基于卡尔曼滤波补偿方法的19.4%和13.7%降低至2.5%;所提方法能有效补偿延迟环节和采样保持环节,提高光电跟踪平台的目标跟踪精度。 展开更多

关键词 光电跟踪平台 脱靶量滞后 非线性跟踪微分器 直接预测补偿 “当前”统计模型

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基于模糊控制的自适应变阻抗控制方法研究

16

作者 蔡德鑫 王宪伦 李松梅 《机床与液压》 北大核心 2025年第10期101-107,共7页

机械臂执行清洁任务时,环境位置通常是较为复杂的曲面,采用传统的阻抗控制无法很好地实现力跟踪,且在接触环境的瞬间存在较大的力超调,导致机械臂难以很好地完成非结构环境下的清洁任务。针对此问题,通过非线性跟踪微分器对期望力进行... 机械臂执行清洁任务时,环境位置通常是较为复杂的曲面,采用传统的阻抗控制无法很好地实现力跟踪,且在接触环境的瞬间存在较大的力超调,导致机械臂难以很好地完成非结构环境下的清洁任务。针对此问题,通过非线性跟踪微分器对期望力进行平滑处理,以减小力超调;设计一种基于模糊控制的自适应变阻抗控制器,采用模糊控制对自适应变阻抗控制中的更新率进行动态调整;自适应变阻抗控制是在传统阻抗控制的基础上引入PID控制,在更新率处引入比例(P)控制,通过自适应控制律对阻尼系数和刚度系数进行自适应调整,并得到了自适应变阻抗控制器在稳定时的约束条件。最后,通过Simulink对平面、斜面、正弦面以及复杂曲面进行仿真实验。结果表明:所设计的基于模糊控制的自适应变阻抗控制器在恒力和正弦力跟踪过程中可以缩短机械臂达到稳态的时间,且在力跟踪过程中几乎无超调,稳态误差非常小;另外,在变刚度和变期望力的情况下,该控制器也具有较好的力跟踪性能。 展开更多

关键词 机械臂 非线性跟踪微分器 自适应变阻抗控制 模糊控制

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基于ESO及NTD的PMSM无机械传感器位置控制 被引量：2

17

作者 刘清 王太勇 +2 位作者 董靖川 刘清建 李勃 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1212-1215,共4页

在分析永磁同步电机(PMSM)系统模型的基础上,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)及非线性跟踪微分器(NTD)的PMSM无机械传感器位置控制系统。控制系统通过基于ESO及NTD的观测器实时观测出电机转子位置及转速,在此基础上实现PMSM无机械传... 在分析永磁同步电机(PMSM)系统模型的基础上,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)及非线性跟踪微分器(NTD)的PMSM无机械传感器位置控制系统。控制系统通过基于ESO及NTD的观测器实时观测出电机转子位置及转速,在此基础上实现PMSM无机械传感器位置控制。仿真和实验结果表明该系统结构简单,控制快速、准确、无超调,对于外界干扰具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无传感器 扩张状态观测器 非线性跟踪微分器 位置控制

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一种自调节灰色预测PID控制器 被引量：9

18

作者 孙银山 李平 +1 位作者 袁艺 郭颖 《控制工程》 CSCD 2005年第4期365-367,共3页

为提高传统PID控制的性能及扩大其适用范围,提出一种结合传统PID控制、灰色预测和全程快速非线性跟踪-微分器的自调节灰色预测PID控制器。利用灰色预测对系统的输出偏差和预测偏差进行合成形成一个综合偏差,用来代替传统PID控制中的实... 为提高传统PID控制的性能及扩大其适用范围,提出一种结合传统PID控制、灰色预测和全程快速非线性跟踪-微分器的自调节灰色预测PID控制器。利用灰色预测对系统的输出偏差和预测偏差进行合成形成一个综合偏差,用来代替传统PID控制中的实际偏差项。这样控制器既有预测系统未来行为的功能,又能根据预测模型精度自动调节控制器参数,能有效减小预测误差对系统的不利影响。同时用非线性跟踪-微分器代替差分法来提取微分信号,提高了微分信号的品质。仿真结果表明,与传统PID控制器相比,该控制器可获得更为优良的动态性能。 展开更多

关键词 灰色预测 非线性跟踪-微分器 PID控制 GM(1 1)模型

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基于状态重构的吸气式高超声速飞行器鲁棒反演控制 被引量：5

19

作者 卜祥伟 吴晓燕 +1 位作者 马震 张蕊 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期314-319,355,共7页

针对吸气式高超声速飞行器参数不确定弹性体模型,仅考虑速度、高度和俯仰角速度可测的情况,提出了一种基于状态重构的鲁棒反演控制器设计方法。首先,将被控对象模型表示为严格反馈形式,分别采用动态逆和反演设计实际控制律和虚拟控制律... 针对吸气式高超声速飞行器参数不确定弹性体模型,仅考虑速度、高度和俯仰角速度可测的情况,提出了一种基于状态重构的鲁棒反演控制器设计方法。首先,将被控对象模型表示为严格反馈形式,分别采用动态逆和反演设计实际控制律和虚拟控制律;其次,引入反正切跟踪微分器来简化虚拟控制律求导运算,并用于对弹道角和攻角进行状态重构;最后,为了保证反演控制器的鲁棒性,基于非线性-线性跟踪微分器,设计了一种新型非线性干扰观测器,可实现对模型不确定项的精确估计和补偿。仿真结果表明,所提策略取得了较高的状态重构精度,控制器能够克服模型不确定项的影响,且能保证速度和高度对参考输入的稳定跟踪。 展开更多

关键词 吸气式高超声速飞行器 鲁棒反演控制器 反正切跟踪微分器 状态重构 非线性-线性跟踪微分器 非线性干扰观测器

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基于SMDO-TLC的高超声速飞行器姿态控制 被引量：5

20

作者 邵星灵 王宏伦 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1568-1575,共8页

针对高超声速飞行器快时变、强耦合以及存在参数不确定和外部干扰情况下的姿态控制问题,同时考虑到执行机构动态和输入受限,提出了基于滑模干扰观测器-轨迹线性化(SMDO-TLC,Sliding-Mode Disturbance Observer-Trajectory Linearization... 针对高超声速飞行器快时变、强耦合以及存在参数不确定和外部干扰情况下的姿态控制问题,同时考虑到执行机构动态和输入受限,提出了基于滑模干扰观测器-轨迹线性化(SMDO-TLC,Sliding-Mode Disturbance Observer-Trajectory Linearization Control)的高超声速姿态控制方法.首先,引入二阶线性微分器(SOLD,Second-Order Linear Differentiator)的概念,通过理论分析指出了当前TLC中采用一阶惯性+伪微分器求取输入指令的微分信号时会存在与SOLD类似的峰值现象,随后利用韩式跟踪微分器求取姿态标称指令及其微分信号,可有效解决过渡过程中执行机构饱和问题;接着,分别在姿态和角速率回路设计二阶滑模干扰观测器,利用符号函数积分来重构内外回路的复合干扰,在此基础上设计补偿控制律,以实现姿态控制器设计.仿真结果表明,所提出的方法能够克服时变干扰及气动参数大范围摄动的影响,同时兼具良好的动态特性与静态品质,能够满足高超声速飞行器的快时变、高精度以及强鲁棒的控制需求. 展开更多

关键词 高超声速飞行器 轨迹线性化(TLC) 非线性跟踪-微分器(TD) 执行机构饱和 二阶滑模干扰观测器(SOSMDO)

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