无人飞行器集群自主控制:预设性能驱动的安全编队控制

1

作者 方浩 赵欣悦 陈杰 《自动化学报》 北大核心 2025年第5期931-941,共11页

针对障碍环境下多无人机编队跟踪问题,提出一种兼顾编队跟踪性能与安全的控制框架.在该框架中,首先利用性能边界可调的预设性能控制方法生成期望控制信号,使无人机跟踪虚拟领导者的期望轨迹,跟踪过程中满足瞬态与稳态误差约束.进一步,... 针对障碍环境下多无人机编队跟踪问题,提出一种兼顾编队跟踪性能与安全的控制框架.在该框架中,首先利用性能边界可调的预设性能控制方法生成期望控制信号,使无人机跟踪虚拟领导者的期望轨迹,跟踪过程中满足瞬态与稳态误差约束.进一步,基于控制障碍函数描述无人机的安全状态集合并建立二次规划问题,利用Karush-Kuhn-Tucker条件得到最小干预安全控制器的闭式解.最后,利用安全控制的闭式解构造辅助系统,实现性能函数的自适应更新.理论分析表明,该算法能够在编队跟踪与安全性冲突条件下确保系统安全,在不发生冲突时实现性能约束下的编队跟踪.仿真结果验证了提出算法的有效性. 展开更多

关键词 多无人机编队跟踪 安全控制 预设性能控制 控制障碍函数 辅助系统

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机械臂角度/角速度收敛性能预设的固定时间控制

2

作者 殷春武 徐琳 刘国浩 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第2期119-126,共8页

针对具有非线性特性和不确定性的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出一种角度和角速度跟踪误差瞬态性能可预设、系统状态变量上界可预估的固定时间反演自适应控制方法。首先,构建跟踪误差与性能约束函数的比值变量,并基于该比值变量构建Lyapu... 针对具有非线性特性和不确定性的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出一种角度和角速度跟踪误差瞬态性能可预设、系统状态变量上界可预估的固定时间反演自适应控制方法。首先,构建跟踪误差与性能约束函数的比值变量,并基于该比值变量构建Lyapunov函数,避免非线性约束向无约束变量的转换,简化控制器结构;其次,设计自适应律在线估计系统的不确定项,给出一种固定时间收敛的控制器,使得角度/角速度跟踪误差按照预先设定的性能函数收敛,在加快误差收敛速度的同时保证了轨迹跟踪精度和瞬态性能;然后,Lyapunov理论证明了闭环系统的跟踪误差在固定时间内收敛,且固定收敛时间上界与初始状态无关,并给出预估角度/角速度和控制输入上界的计算方法;最后,数值仿真验证二自由度机械臂轨迹跟踪控制问题。结果表明,所提出的控制器可保证机械臂的角度/角速度跟踪误差按照预设性能函数约束,在固定时间内收敛,具有良好的瞬态性能和跟踪精度。 展开更多

关键词 机械臂 预设性能函数 固定时间控制 反演控制 自适应控制

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基于高阶固定时间观测器的高超变体飞行器预设性能控制

3

作者 李毅恒 夏群利 王明凯 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第5期1627-1637,共11页

针对高超声速变体飞行器模型不确定性、外部时变扰动、控制输入饱和、系统状态约束等问题,设计一种基于高阶固定时间扰动观测器的预设性能控制方法。首先,建立高超声速变体飞行器动力学模型,考虑控制量饱和问题设计抗饱和辅助函数。其次... 针对高超声速变体飞行器模型不确定性、外部时变扰动、控制输入饱和、系统状态约束等问题,设计一种基于高阶固定时间扰动观测器的预设性能控制方法。首先,建立高超声速变体飞行器动力学模型,考虑控制量饱和问题设计抗饱和辅助函数。其次,通过对观测器扰动估计项的微分扩展设计高阶固定时间扰动观测器以提高对综合扰动量的估计精度。考虑系统状态约束设计预设有限时间函数对系统跟踪误差进行约束。基于障碍李雅普诺夫函数和预设有限时间收敛理论,通过反步法设计控制器使得输出状态的跟踪误差在预设时间内收敛到原点邻域。同时,为避免对虚拟控制律连续微分导致“计算爆炸”问题,将内环时变扰动与虚拟控制律的微分视为内环综合扰动,以高阶固定时间扰动观测器的扰动估计输出作为控制律的补偿项。通过李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环控制系统的收敛性与稳定性。最后,通过对比仿真实验证明所提方法具有收敛速度快、跟踪精度高、鲁棒性强等特点。 展开更多

关键词 高超声速变体飞行器 高阶固定时间扰动观测器 预设有限时间函数 预设性能 抗饱和辅助函数

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基于双积分鲁棒的多自由度液压机械臂预设性能控制

4

作者 郑玉艳 米君杰 沈刚 《液压与气动》 北大核心 2025年第6期102-111,共10页

多自由度液压机械臂存在关节耦合特性强、动力学模型误差大等突出问题,导致控制性能易降级。为实现高精度位姿控制,提出了一种双积分鲁棒预设性能控制器,基于预设性能函数得到转换误差信号,同时限制误差收敛的速率与范围,结合反步法设... 多自由度液压机械臂存在关节耦合特性强、动力学模型误差大等突出问题,导致控制性能易降级。为实现高精度位姿控制,提出了一种双积分鲁棒预设性能控制器,基于预设性能函数得到转换误差信号,同时限制误差收敛的速率与范围,结合反步法设计双积分鲁棒控制器,使匹配与不匹配不确定性得到抑制,提升系统鲁棒性。结合Lyapunov稳定性理论证明系统是半全局稳定的,且所有信号均有界。结果表明,该控制策略显著提升了多自由度液压机械臂关节跟踪精度与误差收敛速率,充分验证了该控制策略的有效性。 展开更多

关键词 液压机械臂 积分鲁棒控制 预设性能函数 电液伺服系统

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电静液作动器有限时间预设性能神经网络控制

5

作者 申欢欢 张鹏翔 +1 位作者 董振乐 李阁强 《液压与气动》 北大核心 2025年第10期39-47,共9页

针对电静液作动器兼顾瞬态和稳态性能的控制策略需求,提出了一种有限时间预设性能神经网络控制策略。建立了电静液作动器非线性数学模型,构造了障碍Lyapunov函数,融入了跟踪误差的有限时间预设函数,基于反步思路设计了含神经网络的位置... 针对电静液作动器兼顾瞬态和稳态性能的控制策略需求,提出了一种有限时间预设性能神经网络控制策略。建立了电静液作动器非线性数学模型,构造了障碍Lyapunov函数,融入了跟踪误差的有限时间预设函数,基于反步思路设计了含神经网络的位置跟踪控制器,运用Lyapunov方法验证了控制器的稳定性和理论性能。搭建了MATLAB+AMESim联合仿真模型,将所设计控制器与PI控制器和不含预设性能的神经网络控制进行对比,结果表明:所设计的控制器具有较高的跟踪精度,相较PI控制器和不含预设性能的神经网络控制器,类正弦轨迹跟踪精度分别提升85%和47%,点到点轨迹跟踪精度分别提升85%和55.9%,且跟踪误差可在有限时间减小至所设定的稳态值以下,并始终处于预设边界内。 展开更多

关键词 电静液作动器 有限时间预设性能控制 障碍函数 反步设计 神经网络

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导引头稳定平台离散时间预设性能控制

6

作者 卜祥伟 王雅珺 雷虎民 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期14-20,共7页

针对现有离散时间预设性能控制方法对滑模趋近律依赖度高、抖振缺陷明显的难题,通过创建一种摆脱了滑模控制的设计新框架,为拦截弹导引头稳定平台提出了一种离散时间预设性能控制新方法。首先,设计一种离散时间性能函数对跟踪误差的收... 针对现有离散时间预设性能控制方法对滑模趋近律依赖度高、抖振缺陷明显的难题,通过创建一种摆脱了滑模控制的设计新框架,为拦截弹导引头稳定平台提出了一种离散时间预设性能控制新方法。首先,设计一种离散时间性能函数对跟踪误差的收敛轨迹进行包络约束;然后,定义一种离散时间转换误差并将其用于构造一种新颖的反馈函数;设计离散时间控制律对新开发的反馈函数而不是转换误差进行镇定,不仅保证了所有跟踪误差均具有期望的预设性能,还摆脱了控制算法对滑模趋近律的依赖性,从根本上解决了控制抖振难题;最后,通过数值对比仿真验证了所提方法的有效性与优势。 展开更多

关键词 预设性能控制 离散时间 导引头稳定平台 反馈函数 控制抖振

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基于预设性能函数的机械臂快速无超调拟人运动控制算法 被引量：5

7

作者 赵京 王炎 陈雨青 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期42-50,共9页

为保证机械臂在与人互动过程中的安全性,实现无超调的快速响应,文中对传统PID控制进行改进,引入预设性能控制,提出了一种机械臂快速无超调拟人运动控制算法.该算法以PID控制为基础,利用预设性能控制令控制误差的收敛速度及超调量满足预... 为保证机械臂在与人互动过程中的安全性,实现无超调的快速响应,文中对传统PID控制进行改进,引入预设性能控制,提出了一种机械臂快速无超调拟人运动控制算法.该算法以PID控制为基础,利用预设性能控制令控制误差的收敛速度及超调量满足预先设定的条件,同时把控制误差收敛到一个预先指定的比较小的区域内,从而实现对系统稳态及动态性能(包括超调量和收敛速度等)的控制.空间三关节机械臂的仿真分析表明,所提出的预设性能PID控制与传统PID控制相比,具有响应快、无超调等优点,比较适合机械臂的拟人运动控制.文中最后通过四自由度Dobot机械臂的样机实验分析验证了所提算法的有效性. 展开更多

关键词 机械臂 预设性能函数 拟人运动控制 PID控制 快速无超调响应

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欠驱动条件下自主水下航行器轨迹跟踪动态性能预设控制 被引量：1

8

作者 李晓斌 徐东 杨雪 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3185-3197,共13页

为满足欠驱动自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)在复杂扰动和参数不确定条件下高性能轨迹跟踪需求,提出预设动态性能及收敛时间的三维轨迹跟踪控制方法。首先,对欠驱动AUV的前向位置道进行扩维,构建面向控制的一体化... 为满足欠驱动自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)在复杂扰动和参数不确定条件下高性能轨迹跟踪需求,提出预设动态性能及收敛时间的三维轨迹跟踪控制方法。首先,对欠驱动AUV的前向位置道进行扩维,构建面向控制的一体化多输入多输出轨迹跟踪模型。然后,结合动态过程函数与预设时间控制理论,建立动态性能预设轨迹跟踪控制系统,使得AUV轨迹跟踪暂态品质可由动态过程函数直接决定,而跟踪误差的实际收敛时间也可由单个控制参数准确预设。最后,为避免控制奇异现象和“微分爆炸”现象,控制系统设计过程中分别融入绝对值修正法和径向基函数网络(radial basis function neural network,RBFNN)拟合法。数值仿真结果表明,所提出的控制方法可显著提升欠驱动AUV的抗扰性和暂态品质,实现快速平滑的高性能三维轨迹跟踪。 展开更多

关键词 自主式水下航行器 动态过程函数 预设时间控制理论 动态性能预设轨迹跟踪控制 径向基函数网络

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基于RBFNN的智能车辆转向系统的预设性能控制

9

作者 黄艳玲 李红娟 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期85-92,共8页

针对存在模型非线性和参数不确定性的智能车辆转向系统的预设性能跟踪控制问题,采用径向基函数神经网络对转向系统中的不确定非线性进行在线逼近,结合障碍Lyapunov函数技术为智能车辆的线控转向系统设计预设性能控制器。在控制器设计中... 针对存在模型非线性和参数不确定性的智能车辆转向系统的预设性能跟踪控制问题,采用径向基函数神经网络对转向系统中的不确定非线性进行在线逼近,结合障碍Lyapunov函数技术为智能车辆的线控转向系统设计预设性能控制器。在控制器设计中,采用动态增益技术补偿控制增益未知对系统控制性能的影响。利用Lyapunov方法分析系统的稳定性,证明在控制器作用下,前轮转角的跟踪误差在预设的时间内收敛至原点预设的邻域;通过数值仿真和整车实验验证了控制方法的合理性。 展开更多

关键词 转向系统 不确定非线性 未知控制增益 径向基函数神经网络 预设性能控制

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高超声速飞行器新型预设性能控制器设计 被引量：14

10

作者 冯振欣 郭建国 周军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期656-663,共8页

针对强不确定、多约束条件下高超声速飞行器的控制性能问题,提出一种新型、同时保证高超声速飞行器瞬态响应和稳态性能的鲁棒预设性能控制器设计方法。首先,设计一种新型、时变、对数型障碍Lyapunov函数,结合动态面法,在保证高超声速飞... 针对强不确定、多约束条件下高超声速飞行器的控制性能问题,提出一种新型、同时保证高超声速飞行器瞬态响应和稳态性能的鲁棒预设性能控制器设计方法。首先,设计一种新型、时变、对数型障碍Lyapunov函数,结合动态面法,在保证高超声速飞行器高度和速度子系统稳态跟踪误差精度的同时,还能确保其收敛速度、超调量等瞬态响应性能;与传统的预设性能方法相比,该方法无需误差转化,降低了设计的复杂度。然后,针对模型和外部扰动不确定问题,设计了自适应、非线性干扰观测器对不确定的上界进行估计并引入控制律。此外,还引入辅助误差子系统,降低高超声速飞行器执行机构饱和对闭环系统的影响。最后,通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统所有状态均有界。仿真结果验校了本文控制器设计的有效性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 预设性能 时变障碍函数 状态约束 干扰观测器

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高超声速飞行器保预设性能的反演控制方法 被引量：10

11

作者 李小兵 赵思源 +1 位作者 卜祥伟 何阳光 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期73-83,共11页

为了解决高超声速飞行器纵向运动模型的稳定轨迹控制问题,设计了一种在非仿射模型基础上保证预设性能的反演控制方法。对于速度子系统,直接设计非仿射控制律,保证预设性能,通过合理的变换将高度子系统转化为严格的反馈形式,便于反演控... 为了解决高超声速飞行器纵向运动模型的稳定轨迹控制问题,设计了一种在非仿射模型基础上保证预设性能的反演控制方法。对于速度子系统,直接设计非仿射控制律,保证预设性能,通过合理的变换将高度子系统转化为严格的反馈形式,便于反演控制步骤的设计。基于动态性能和稳态精度,设计了预设性能函数,将跟踪误差的稳定性限制在预设范围内,引入指令滤波器,有效克服了传统反演控制中虚拟信号重复推导的问题。控制器的设计不依赖于精确的模型。引入径向基函数来逼近过程中的未知函数,使得控制律具有令人满意的鲁棒性和实用性。基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了所有闭环系统的稳定性。仿真结果表明,该控制器能够稳定地跟踪参考信号。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 非仿射 预设性能 反演控制 径向基函数

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控制方向未知的不确定系统预设性能自适应神经网络反演控制 被引量：4

12

作者 耿宝亮 胡云安 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期397-403,共7页

对一类控制方向未知的不确定严格反馈非线性系统的预设性能自适应神经网络反演控制问题进行了研究.系统中含有时变非匹配不确定项且控制方向未知.首先,提出了一种新的误差转化方法,放宽了对初始误差已知的限制;随后,利用径向基函数(radi... 对一类控制方向未知的不确定严格反馈非线性系统的预设性能自适应神经网络反演控制问题进行了研究.系统中含有时变非匹配不确定项且控制方向未知.首先,提出了一种新的误差转化方法,放宽了对初始误差已知的限制;随后,利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络及跟踪微分器分别实现了对未知函数和虚拟控制量导数的逼近,并综合运用Nussbaum函数和反演控制技术设计了控制器.所设计的控制器能保证系统内所有信号有界且输出误差满足预设的瞬态和稳态性能要求.最后的仿真研究验证了控制器设计方法的有效性. 展开更多

关键词 预设性能 神经网络 NUSSBAUM函数 反演

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基于预设性能转台伺服系统的参数估计和自适应控制 被引量：7

13

作者 王树波 任雪梅 +1 位作者 李斯琪 孙紫梅 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期193-197,共5页

针对含参数未知和非线性摩擦动态的转台伺服系统,提出了一种基于预设性能函数的参数估计和自适应控制方法.利用一种连续的摩擦模型表示转台伺服系统的摩擦动态,引入高阶神经网络对其进行逼近.通过构造一种滤波辅助变量获取参数估计误差... 针对含参数未知和非线性摩擦动态的转台伺服系统,提出了一种基于预设性能函数的参数估计和自适应控制方法.利用一种连续的摩擦模型表示转台伺服系统的摩擦动态,引入高阶神经网络对其进行逼近.通过构造一种滤波辅助变量获取参数估计误差信息,并将估计误差信息作为参数自适应律的遗漏因子,保证估计值能够快速收敛到真实值.为了提高转台伺服系统的瞬态响应和稳态性能,利用预设性能函数将原始系统的跟踪误差转换为一个新的误差动态,在此基础上设计自适应控制器,实现对期望轨迹的精确跟踪.仿真结果验证了本文所提算法的有效性. 展开更多

关键词 转台伺服系统 预设性能函数 参数估计 自适应控制

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高超声速飞行器预设性能反演控制方法设计 被引量：6

14

作者 李小兵 赵思源 +1 位作者 卜祥伟 何阳光 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期650-661,共12页

为解决吸气式高超声速飞行器的飞行控制问题,提出了一种新型预设性能神经反演控制器设计方法。通过构造预设性能函数,保证速度跟踪误差和高度跟踪误差能够按照预设的收敛速度、超调量及稳态误差收敛至期望的区域,同时满足系统预设的瞬... 为解决吸气式高超声速飞行器的飞行控制问题,提出了一种新型预设性能神经反演控制器设计方法。通过构造预设性能函数,保证速度跟踪误差和高度跟踪误差能够按照预设的收敛速度、超调量及稳态误差收敛至期望的区域,同时满足系统预设的瞬态性能和稳态精度。在反演控制设计结构下,引入径向基函数(RBF)神经网络对模型未知函数及不确定项进行逼近,提高了控制系统的鲁棒性。引入的RBF神经网络中仅有一个参数需要在线更新,有效提高了控制准确性,避免了通常反演控制方法中经常出现的"微分膨胀问题",并降低了计算量。通过仿真实验验证了所设计控制系统的有效性和可行性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 预设性能 反演控制 瞬态性能 径向基函数(RBF)神经网络

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非仿射纯反馈不确定系统预设性能鲁棒自适应控制 被引量：5

15

作者 王琦 陈龙胜 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期109-116,共8页

针对一类结构和参数及控制方向均未知的非仿射纯反馈非线性不确定系统,提出了一种保预设性能鲁棒自适应控制方案。首先引入性能函数和误差转换函数,通过误差转换将原始的输出误差存在性能约束的受限系统转换为等价的非受限系统;其次,基... 针对一类结构和参数及控制方向均未知的非仿射纯反馈非线性不确定系统,提出了一种保预设性能鲁棒自适应控制方案。首先引入性能函数和误差转换函数,通过误差转换将原始的输出误差存在性能约束的受限系统转换为等价的非受限系统;其次,基于中值定理将非仿射型系统转化为具有线性结构形式的时变系统,并同时利用自适应投影算法对有界时变参数进行辨识,参数辨识误差和外界干扰采用非线性阻技术项进行补偿;随后综合运用反演技术和Nussbaum函数设计控制器并进行稳定性分析。所设计的控制器不仅能够保证闭环系统所有信号有界且输出误差满足预设的瞬态及稳态性能要求;最后,仿真结果验证了所设计控制方案的可行性与有效性。 展开更多

关键词 非仿射纯反馈系统 预设性能 误差转换 NUSSBAUM函数 鲁棒自适应控制

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预设性能控制算法对机械臂运动控制的改进 被引量：15

16

作者 赵京 王炎 陈雨青 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期140-147,共8页

PD控制是在工业生产过程控制中,应用比较广泛,结构最简单的控制策略之一。传统的PD控制侧重于控制系统的稳态性能,而对系统的动态性能(包括超调量和收敛速度等)控制不够,如果想要提高响应速度就会使超调量变大,加剧响应振荡;如果想要超... PD控制是在工业生产过程控制中,应用比较广泛,结构最简单的控制策略之一。传统的PD控制侧重于控制系统的稳态性能,而对系统的动态性能(包括超调量和收敛速度等)控制不够,如果想要提高响应速度就会使超调量变大,加剧响应振荡;如果想要超调量小,可能又会使响应速度变慢。响应速度与超调量似乎是一对比较矛盾的性能参数,单纯使用传统的PD控制,很难做到提高响应速度的同时降低超调量。所谓预设性能控制,指的是控制误差的收敛速度及超调量满足预先设定的条件,同时把控制误差收敛到一个预先指定的比较小的区域内。本文将PD控制与预设性能控制相结合,利用简单的PD控制结构和以对数形式误差变换为基础的预设性能函数来设计机械臂运动控制器,该控制器在设计的过程中可以预先设定稳态误差,而不像传统的PD控制器要通过多次的参数整定及调试后才能逐步减少控制误差。因此,本文提出的控制算法设计过程较简洁方便,具有较精确的控制精度和较快的响应速度,同时还能把超调量控制在合理的范围内。通过空间三关节机械臂的建模仿真分析,改进后的预设性能PD控制与传统PD控制相比,响应速度提高了40%左右,超调量减少了10%左右。通过4自由度Dobot机械臂的样机实验分析,改进后的预设性能PD控制与传统PD控制相比较,响应速度提高了20%左右,超调量减少了5%左右,因此该算法对控制系统动态响应性能的改善是比较明显的。 展开更多

关键词 机械臂 预设性能函数 运动控制 PD控制

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基于非仿射模型的高超声速飞行器预设性能控制器 被引量：6

17

作者 李小兵 赵思源 王林 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1094-1101,共8页

针对高超声速飞行器非仿射模型提出预设性能控制方法,设计了一种新型预设性能函数来保证控制器的动态性能和稳态性能,通过构造误差转化函数将最初的受限系统转化为等效的不受限系统来简化控制器设计.将高超声速飞行器纵向动力学模型分... 针对高超声速飞行器非仿射模型提出预设性能控制方法,设计了一种新型预设性能函数来保证控制器的动态性能和稳态性能,通过构造误差转化函数将最初的受限系统转化为等效的不受限系统来简化控制器设计.将高超声速飞行器纵向动力学模型分解为速度和高度子系统并分别设计控制律.对于高度子系统,使用高阶跟踪微分器对误差进行估计,引入模糊函数对未知项进行逼近,避免了反演控制中的反复求导;对于速度子系统,直接根据预设性能函数设计比例积分控制器.所设计的控制律在参数不确定和干扰的情况下保证了期望的动态性能和稳态精度,同时降低了计算量.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 高超声速飞行器 预设性能 动态性能 高阶跟踪微分器 模糊函数

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一类p规范型非线性系统预设性能有限时间H_(∞)跟踪控制 被引量：5

18

作者 李小华 胡利耀 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2870-2880,共11页

针对一类带有外部扰动的非严格反馈p规范型非线性系统,在一种新的预设性能控制思想的基础上,结合加幂积分技术、H_(∞)控制理论及神经自适应技术,提出了一种自适应神经预设性能有限时间H;跟踪控制器的设计方法.所设计的控制器能够保证... 针对一类带有外部扰动的非严格反馈p规范型非线性系统,在一种新的预设性能控制思想的基础上,结合加幂积分技术、H_(∞)控制理论及神经自适应技术,提出了一种自适应神经预设性能有限时间H;跟踪控制器的设计方法.所设计的控制器能够保证系统的跟踪误差被有限时间性能函数约束,并在任意给定的停息时间内收敛到平衡点的一个预先给定的邻域内,且能够抑制外部扰动对系统的影响.特别地,该停息时间与系统初始状态无关.两个仿真例子验证了所设计控制器的有效性和优越性. 展开更多

关键词 p规范型非线性系统 预设性能 有限时间性能函数 H_(∞)跟踪控制 神经网络自适应技术

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乘波体飞行器非脆弱预设性能控制 被引量：1

19

作者 卜祥伟 姜宝续 《现代防御技术》 北大核心 2022年第4期1-9,共9页

针对现有预设性能控制(prescribed performance control, PPC)方法在线学习量大、脆弱性缺陷突出的问题,为乘波体飞行器(waverider vehicle, WV)提出了一种无需在线学习参数的非脆弱PPC新方法。通过设计一种具备自调整功能的新型性能函... 针对现有预设性能控制(prescribed performance control, PPC)方法在线学习量大、脆弱性缺陷突出的问题,为乘波体飞行器(waverider vehicle, WV)提出了一种无需在线学习参数的非脆弱PPC新方法。通过设计一种具备自调整功能的新型性能函数,为WV的速度子系统与高度子系统分别设计了无需在线学习参数的低复杂度控制律,并避免了反演控制的“微分项膨胀”问题。基于Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性以及预设性能的可达性。相对于现有PPC,所提方法的约束包络能够根据由外部扰动引起的误差波动情况,自主调整其形状,从而避免传统PPC可能存在的控制奇异问题,并弥补了现有PPC方法的脆弱性缺陷。最后,通过数值对比仿真验证了所提方法的效果与优势。 展开更多

关键词 乘波体飞行器 预设性能控制 脆弱性 控制奇异 新型性能函数

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具有预设性能的切换系统输出反馈自适应动态面控制 被引量：6

20

作者 师路欢 张天平 夏晓南 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期818-828,共11页

本文针对一类具有未建模动态和预设性能的输出反馈非线性切换系统,提出基于公共Lyapunov函数法的自适应输出反馈动态面控制方案.通过设计K滤波器和观测器估计不可测量的状态.引入动态信号处理动态不确定性.利用Nussbaum函数解决增益符... 本文针对一类具有未建模动态和预设性能的输出反馈非线性切换系统,提出基于公共Lyapunov函数法的自适应输出反馈动态面控制方案.通过设计K滤波器和观测器估计不可测量的状态.引入动态信号处理动态不确定性.利用Nussbaum函数解决增益符号未知的问题.神经网络用于逼近由设计过程和理论分析所产生的未知连续函数.引入性能函数和误差转换器将预设性能控制问题转换为稳定性问题.通过适当选取切换子系统的初值,并利用动态面控制系统证明的特点,证明了闭环切换系统所有信号半全局一致终结有界.仿真例子验证了所提方案的有效性. 展开更多

关键词 未建模动态 预设性能 NUSSBAUM函数 公共李雅普诺夫函数 动态面控制

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