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基于Backstepping的高超声速飞行器模糊自适应控制 被引量:86
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作者 高道祥 孙增圻 +1 位作者 罗熊 杜天容 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期805-810,共6页
提出了高超声速飞行器的模糊自适应控制方法.根据飞行器纵向模型的特点,分别设计了基于动态逆的速度控制器和基于Backstepping的高度控制器,模糊自适应系统用来在线辨识飞行器模型由于气动参数的变化而引起的不确定性,采用Lyapunov理论... 提出了高超声速飞行器的模糊自适应控制方法.根据飞行器纵向模型的特点,分别设计了基于动态逆的速度控制器和基于Backstepping的高度控制器,模糊自适应系统用来在线辨识飞行器模型由于气动参数的变化而引起的不确定性,采用Lyapunov理论设计的自适应律保证了系统的稳定性与指令跟踪的精确性.仿真使用了高超声速飞行器的纵向模型对算法进行了验证,得到了较满意的控制效果. 展开更多
关键词 高超声速飞行器 backstepping 动态逆 飞行控制 模糊自适应控制
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基于backstepping方法的电子节气门控制 被引量:32
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作者 陈虹 胡云峰 +1 位作者 郭宏志 宋同好 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期491-496,503,共7页
针对汽车电子节气门的跟踪控制要求,建立了面向控制器设计的非线性模型.采用输入整形(input-shaping)技术对跟踪输入信号进行滤波,应用backstepping方法设计了电子节气门的非线性控制器.将建模误差等不确定性看做加性外部扰动,分析了跟... 针对汽车电子节气门的跟踪控制要求,建立了面向控制器设计的非线性模型.采用输入整形(input-shaping)技术对跟踪输入信号进行滤波,应用backstepping方法设计了电子节气门的非线性控制器.将建模误差等不确定性看做加性外部扰动,分析了跟踪误差系统的输入到状态稳定性(input-to-state-stability,ISS),并据此给出了选择控制器参数的指导性准则.仿真实验表明基于backstepping的控制方法能够很好的实现电子节气门的跟踪控制. 展开更多
关键词 电子节气门 不确定性 backstepping 输入到状态稳定性 输入整形
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永磁同步电动机转速自适应模糊Backstepping控制 被引量:31
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作者 方一鸣 任少冲 +1 位作者 王志杰 焦晓红 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期97-102,共6页
针对永磁同步电动机(PMSM)参数摄动和负载干扰情况下的转速跟踪控制系统,采用自适应算法估计负载扰动、粘性摩擦系数和转动惯量,利用自适应模糊系统逼近定子电阻和电枢电感等参数摄动造成的总的不确定性,并设计一种基于Backstepping的... 针对永磁同步电动机(PMSM)参数摄动和负载干扰情况下的转速跟踪控制系统,采用自适应算法估计负载扰动、粘性摩擦系数和转动惯量,利用自适应模糊系统逼近定子电阻和电枢电感等参数摄动造成的总的不确定性,并设计一种基于Backstepping的自适应模糊控制器。通过Lya-punov稳定性理论验证所设计系统的稳定性。对PMSM转速控制系统进行仿真,结果表明,与常规PI控制相比,该控制方法能够在参数摄动和负载干扰下更好地跟踪转速给定值,系统具有良好的动静态性能和很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 转速控制 自适应算法 自适应模糊系统 backstepping
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电力系统混沌振荡的自适应Backstepping控制 被引量:19
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作者 王宝华 张强 +1 位作者 杨成梧 杨伟 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2003年第11期9-12,共4页
电力系统在周期性负荷扰动的作用下会发生混沌振荡,甚至失去稳定。为抑制这种混沌振荡,利用Bs(Backstepping)控制法设计了在周期性负荷扰动幅值已知情况下的控制器;对扰动幅值未知的情况,设计了自适应Bs控制器,并利用Lyapunov稳定性理... 电力系统在周期性负荷扰动的作用下会发生混沌振荡,甚至失去稳定。为抑制这种混沌振荡,利用Bs(Backstepping)控制法设计了在周期性负荷扰动幅值已知情况下的控制器;对扰动幅值未知的情况,设计了自适应Bs控制器,并利用Lyapunov稳定性理论证明了含该控制器的闭环系统可以保持渐近稳定,即能回到初始平衡点上。数值仿真也表明了该控制器的控制效果。 展开更多
关键词 电力系统 混沌控制 backstepping方法 渐近稳定 自适应
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液压伺服位置系统的神经网络backstepping控制 被引量:16
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作者 方一鸣 李叶红 +1 位作者 石胜利 李建雄 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期108-115,共8页
针对液压伺服位置系统存在的参数不确定性、外部干扰和输入饱和的问题,提出了一种神经网络backstepping控制算法。设计了神经网络辅助状态观测系统,并根据辅助状态观测误差来调节神经网络的权值,进而实现对系统复合干扰的在线观测。把... 针对液压伺服位置系统存在的参数不确定性、外部干扰和输入饱和的问题,提出了一种神经网络backstepping控制算法。设计了神经网络辅助状态观测系统,并根据辅助状态观测误差来调节神经网络的权值,进而实现对系统复合干扰的在线观测。把该复合干扰的观测值引入到backstepping控制设计中,使得控制器能够对系统的复合干扰进行有效补偿;在backstepping设计过程中采用二阶滑模滤波器以避免微分项爆炸问题,简化了控制器的设计。通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统所有信号一致最终有界。仿真结果表明,所设计的控制器能够有效地削弱参数不确定性、外部干扰和输入饱和对系统的影响,增强了系统的鲁棒性,实现了系统输出对期望位置的准确跟踪。 展开更多
关键词 液压伺服系统 神经网络 干扰观测器 backstepping控制 输入饱和
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基于自适应Backstepping设计的TCSC非线性鲁棒控制器 被引量:14
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作者 李文磊 张智焕 +1 位作者 井元伟 刘晓平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期153-156,160,共5页
电力系统是强非线性的动态大系统,在运行中总要受到外部干扰和内部干扰的影响,从而对其稳定运行造成严重威胁.本文针对带有TCSC单机无穷大母线系统的三阶鲁棒模型,在考虑阻尼系数未知及系统受外部扰动的情况下,将自适应backstepping方... 电力系统是强非线性的动态大系统,在运行中总要受到外部干扰和内部干扰的影响,从而对其稳定运行造成严重威胁.本文针对带有TCSC单机无穷大母线系统的三阶鲁棒模型,在考虑阻尼系数未知及系统受外部扰动的情况下,将自适应backstepping方法与非线性L2增益干扰抑制理论融合,构造出系统的存贮函数,并获得非线性自适应鲁棒控制器及参数替换律.所得控制器不仅能够保证系统状态有界,而且能够有效抑制干扰对系统输出的影响.通过对单机系统的仿真结果表明采用该方法的控制器优于传统的控制器. 展开更多
关键词 电力系统 灵活交流输电系统 鲁棒控制 参数不确定性 自适应backstepping方法 干扰抑制
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具有非线性不确定参数的电液伺服系统自适应backstepping控制 被引量:25
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作者 林浩 李恩 梁自泽 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期181-188,共8页
针对电液伺服系统中存在非线性不确定参数的问题,提出了一种采用积分型Lyapunov函数的自适应backstepping控制方法.首先定义积分型Lyapunov函数,将电液伺服系统中的非线性不确定参数转化为线性表示;然后逐步递推设计backstepping控制器... 针对电液伺服系统中存在非线性不确定参数的问题,提出了一种采用积分型Lyapunov函数的自适应backstepping控制方法.首先定义积分型Lyapunov函数,将电液伺服系统中的非线性不确定参数转化为线性表示;然后逐步递推设计backstepping控制器,同时在控制律中加入阻尼项,从而补偿外界干扰对控制性能的影响;基于Lyapunov稳定性方法,设计了参数自适应律,并且在自适应律中引入充分光滑投影算子,实现对电液伺服系统中不确定参数漂移的抑制作用.搭建了AMESim与MATLAB的联合仿真平台,对所设计的自适应backstepping控制器进行仿真,作为对比,设计了不带有非线性参数估计的自适应backstepping控制器和PID算法.仿真表明,本文所设计的控制器具有良好的跟踪性能和补偿非线性不确定参数变化的能力. 展开更多
关键词 电液伺服系统 自适应backstepping 非线性不确定参数 参数漂移 投影算子
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基于Backstepping方法的车式移动机器人轨迹追踪控制 被引量:21
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作者 李胜 马国梁 胡维礼 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期248-252,共5页
针对四轮车式移动机器人的运动学模型,首先利用一个正则坐标变换,将误差系统转换为一个非线性串联系统的形式;然后利用Backstepping方法,在两轮移动机器人追踪控制律设计过程的基础上,构造了四轮移动机器人追踪系统的Lyapunov函数,并通... 针对四轮车式移动机器人的运动学模型,首先利用一个正则坐标变换,将误差系统转换为一个非线性串联系统的形式;然后利用Backstepping方法,在两轮移动机器人追踪控制律设计过程的基础上,构造了四轮移动机器人追踪系统的Lyapunov函数,并通过使该Lyapunov函数负定,计算得到了针对四轮移动机器人轨迹追踪控制器,并证明了该类型移动机器人在所得控制器作用下,能实现对给定目标的全局渐近追踪;最后利用提出的控制器,通过四轮移动机器人对直线和圆周 2种轨迹追踪的仿真实验,验证了该控制器在四轮车式移动机器人轨迹追踪控制中的有效性. 展开更多
关键词 车式移动机器人 backstepping 轨迹追踪 LYAPUNOV函数
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基于Backstepping的机器人鲁棒跟踪控制 被引量:14
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作者 陈卫东 唐得志 +1 位作者 王海涛 王洪瑞 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第4期837-838,841,共3页
针对机器人跟踪控制问题,提出了基于Backstepping方法下的滑模变结构控制律,并利用低通滤波器(LPF)削弱了滑模控制中出现的抖振现象,该控制律能保证轨迹跟踪误差的快速收敛性及对外部扰动和参数不确定性的鲁棒性。仿真实例证实了理论分... 针对机器人跟踪控制问题,提出了基于Backstepping方法下的滑模变结构控制律,并利用低通滤波器(LPF)削弱了滑模控制中出现的抖振现象,该控制律能保证轨迹跟踪误差的快速收敛性及对外部扰动和参数不确定性的鲁棒性。仿真实例证实了理论分析结果的正确性。 展开更多
关键词 机器人 backstepping方法 滑模控制 低通滤波器
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船舶航向非线性Backstepping自适应鲁棒控制 被引量:15
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作者 叶宝玉 王钦若 +1 位作者 熊建斌 邓九英 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第4期607-610,共4页
针对非线性船舶航向控制中船舶参数及扰动的不确定性,提出了带有积分器的非线性Backstepping自适应鲁棒控制算法。首先对扰动界已知的非线性船舶实现船舶航向跟踪控制,并取得了全局指数稳定的控制效果。考虑到海洋环境的随机性对船舶的... 针对非线性船舶航向控制中船舶参数及扰动的不确定性,提出了带有积分器的非线性Backstepping自适应鲁棒控制算法。首先对扰动界已知的非线性船舶实现船舶航向跟踪控制,并取得了全局指数稳定的控制效果。考虑到海洋环境的随机性对船舶的影响,又对扰动界未知的非线性船舶实现船舶航向跟踪控制,并利用Lyapunov稳定性理论证明其满足L2控制标准,取得了全局稳定的控制效果。仿真结果验证了所设计方法的有效性。 展开更多
关键词 船舶航向控制 backstepping 自适应鲁棒控制 稳定性分析
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基于Backstepping的高超声速飞行器鲁棒自适应控制 被引量:27
11
作者 黄喜元 王青 董朝阳 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1321-1326,共6页
针对非线性、多变量、不稳定且包含不确定参数的高超声速飞行器模型,设计了高超声速飞行器的鲁棒自适应Backstepping控制器。采用指令滤波的设计方法,得到内回路的跟踪指令及其一阶微分信号,避免了虚拟控制信号需要进行复杂求导计算的... 针对非线性、多变量、不稳定且包含不确定参数的高超声速飞行器模型,设计了高超声速飞行器的鲁棒自适应Backstepping控制器。采用指令滤波的设计方法,得到内回路的跟踪指令及其一阶微分信号,避免了虚拟控制信号需要进行复杂求导计算的困难。飞行器不确定参数采用自适应律在线调整,通过设计辅助滤波系统,并通过修改自适应律中跟踪误差的定义,消除由于期望控制信号不能完全执行所引起的跟踪误差的影响,保证了参数估计在控制信号约束情况下的顺利进行。仿真结果表明,所提出的设计方法不仅应用简单,且能保证高超声速飞行器在不确定参数存在情况下的闭环稳定及良好的跟踪控制性能。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 backstepping 鲁棒自适应控制 指令滤波器
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欠驱动船舶航迹Backstepping自适应模糊控制 被引量:26
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作者 潘永平 黄道平 孙宗海 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期907-914,共8页
针对欠驱动船舶直线航迹跟踪问题,提出一种Backstepping自适应模糊控制方法.在模糊逼近误差存在未知上确界的假设条件下,基于Lyapunov理论证明了闭环系统在所有信号一致最终有界意义下具有均方意义稳定性本文提出的控制器具有设计直观... 针对欠驱动船舶直线航迹跟踪问题,提出一种Backstepping自适应模糊控制方法.在模糊逼近误差存在未知上确界的假设条件下,基于Lyapunov理论证明了闭环系统在所有信号一致最终有界意义下具有均方意义稳定性本文提出的控制器具有设计直观和结构简洁的特点,并且对参数摄动和外界干扰都具有良好的鲁棒性.在状态变量和控制输入共同约束下的仿真实验验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 直线航迹跟踪 严格反馈非线性系统 backstepping方法 自适应模糊控制 均方意义稳定性
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基于backstepping/RHO的变体飞机控制器设计 被引量:8
13
作者 陈伟 卢京潮 +1 位作者 王晓光 章卫国 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1060-1065,共6页
为了确保变体飞机在变体过程中的飞行稳定性,提出了一种并行修正控制器设计方案.采用backstepping方法进行标称控制器设计,提供基本的飞行稳定性和跟踪性能.使用雅可比线性化方法对变体飞机非线性方程进行线性化得到线性化模型,采用基... 为了确保变体飞机在变体过程中的飞行稳定性,提出了一种并行修正控制器设计方案.采用backstepping方法进行标称控制器设计,提供基本的飞行稳定性和跟踪性能.使用雅可比线性化方法对变体飞机非线性方程进行线性化得到线性化模型,采用基于指令滤波器的滚动时域优化(RHO,Receding Horizon Optimal)方法进行修正控制器设计.在有限时域区间内实时解算修正控制量,对标称控制器进行补偿.从航迹角控制系统仿真结果可以看出,航迹角能够较好地跟踪指令信号,基本不受变体过程的影响,飞行控制系统满足实时性和鲁棒性的要求. 展开更多
关键词 变体飞机 修正控制器 backstepping 滚动时域优化 航迹角
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基于BACKSTEPPING的无人机飞控系统设计研究 被引量:10
14
作者 苏丙末 曹云峰 +1 位作者 陈欣 万胜 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期250-253,共4页
基于状态反馈 ,利用 BACKSTEPPING思想设计了无人机非线性自适应控制器。本文首先从非线性反馈线性化的理论缺陷出发 ,指出了新近兴起的 BACKSTEPPING思想的优越性 ,并对输入输出可反馈线性化系统的自适应控制问题进行了理论描述。本文 ... 基于状态反馈 ,利用 BACKSTEPPING思想设计了无人机非线性自适应控制器。本文首先从非线性反馈线性化的理论缺陷出发 ,指出了新近兴起的 BACKSTEPPING思想的优越性 ,并对输入输出可反馈线性化系统的自适应控制问题进行了理论描述。本文 BACKSTEEPING自适应设计过程的贡献在于提出了一种混合式的李雅普诺夫函数 ,它同一般的基于二次型的李雅普诺夫函数的不同在于最终导出的自适应律只含有广义误差状态的符号信息 ,这在一定程度上提高了系统的容错性。自适应控制算法的收敛性得到了严格的数学证明。最后对某型无人机的仿真分析表明自适应飞控系统设计是有效的。 展开更多
关键词 自适应控制 非线性系统 回推 飞行控制系统 无人驾驶飞机 backstepping
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永磁同步电机位置跟踪控制器及Backstepping方法建模 被引量:9
15
作者 沈艳霞 吴定会 +1 位作者 李三东 纪志成 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1318-1321,1325,共5页
针对永磁同步电机(PMSM)绕组相电流和转速强耦合特性,基于backstepping方法设计了高性能的位置跟踪控制器,并建立了采用该控制器的PMSM伺服系统仿真模型。仿真结果表明,用backstepping方法设计的PMSM控制系统可以获得很好的跟踪效果,并... 针对永磁同步电机(PMSM)绕组相电流和转速强耦合特性,基于backstepping方法设计了高性能的位置跟踪控制器,并建立了采用该控制器的PMSM伺服系统仿真模型。仿真结果表明,用backstepping方法设计的PMSM控制系统可以获得很好的跟踪效果,并且其滤波跟踪误差迅速以指数特性收敛到零,具有很好的位置伺服控制特性。 展开更多
关键词 永磁同步电机(PMSM) backstepping方法 仿真 伺服控制
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基于有限时间稳定和Backstepping的直接力/气动力复合控制方法 被引量:17
16
作者 赵明元 魏明英 何秋茹 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2157-2164,共8页
针对采用直接力/气动力复合控制的导弹,研究其控制系统的设计问题。将直接力引入控制系统,在提高系统响应速度的同时,也使控制系统的结构复杂化。如何合理的设计控制方法,使得直接力和气动力能够协调工作、优势互补成为一个亟待解决的... 针对采用直接力/气动力复合控制的导弹,研究其控制系统的设计问题。将直接力引入控制系统,在提高系统响应速度的同时,也使控制系统的结构复杂化。如何合理的设计控制方法,使得直接力和气动力能够协调工作、优势互补成为一个亟待解决的问题。针对气动舵控制回路,基于有限时间稳定理论,求解最短时间控制问题,得到一个具有良好特性的受控弹体;针对此受控弹体,基于Backstepping方法,研究直接力控制律,加快系统的响应速度。在整个控制系统设计过程中,通过"隐攻角"反馈对弹体进行增稳,进一步改善系统的响应品质,使控制系统达到"稳、准、快"的控制效果。仿真结果表明,复合控制系统的响应过程快速且平稳,验证了控制方法的有效性。 展开更多
关键词 直接力/气动力复合控制 有限时间稳定 backstepping 隐攻角反馈
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基于动态面backstepping控制的高超声速飞行器自适应故障补偿设计 被引量:10
17
作者 黄宇海 齐瑞云 +1 位作者 姜斌 陶钢 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期768-774,共7页
针对带有冗余舵面的高超声速飞行器纵向模型,考虑舵面出现卡死故障情况下,分别设计了基于backstepping的高度容错控制器与基于动态逆的速度跟踪控制器.在运用backstepping自适应设计高度控制器时,采用动态面设计方法,引入一阶滤波器,避... 针对带有冗余舵面的高超声速飞行器纵向模型,考虑舵面出现卡死故障情况下,分别设计了基于backstepping的高度容错控制器与基于动态逆的速度跟踪控制器.在运用backstepping自适应设计高度控制器时,采用动态面设计方法,引入一阶滤波器,避免了设计中对虚拟信号求导带来的复杂计算问题.针对舵面出现未知故障(不确定故障模式、大小、发生时间)的情况,设计容错控制器结构,给出实现故障补偿控制的匹配条件,根据Lyapunov稳定性理论设计的控制器参数自适应律保证系统的稳定性与指令跟踪性能.针对舵面出现卡死故障的情况,仿真对控制算法进行了验证,得到了较理想的控制效果. 展开更多
关键词 高超声速飞行器 自适应故障补偿 backstepping动态面 容错控制
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非线性船舶航向控制器Backstepping设计 被引量:15
18
作者 王兴成 姜晓红 张健 《控制工程》 CSCD 2002年第5期63-65,共3页
讨论了Backstepping(反向递推 )设计方法在船舶航向控制器设计中的应用问题。基于诺宾(Norbin)非线性船舶模型 ,应用反向递推方法 ,成功地设计出非线性航向控制器。MatlabSimulink仿真试验表明 ,Backstepping(反向递推 )算法可以有效克... 讨论了Backstepping(反向递推 )设计方法在船舶航向控制器设计中的应用问题。基于诺宾(Norbin)非线性船舶模型 ,应用反向递推方法 ,成功地设计出非线性航向控制器。MatlabSimulink仿真试验表明 ,Backstepping(反向递推 )算法可以有效克服船舶的非线性操纵特性 ,从而达到较好的航向跟踪效果。 展开更多
关键词 非线性 船舶 航向控制器 backstepping 设计 反馈线性化 船舶操纵性
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感应电机Backstepping控制方法及dSPACE实时仿真研究 被引量:11
19
作者 沈艳霞 林瑾 纪志成 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期2207-2210,2221,共5页
感应电机的高性能控制研究始终是非线性控制领域中的一个重要研究方向,Backstepping控制方法的提出为感应电机控制系统的非线性设计带来了全新的思路。利用本质上是非线性反馈控制的Backstepping方法,在转子磁链和电机转速不可测的情形... 感应电机的高性能控制研究始终是非线性控制领域中的一个重要研究方向,Backstepping控制方法的提出为感应电机控制系统的非线性设计带来了全新的思路。利用本质上是非线性反馈控制的Backstepping方法,在转子磁链和电机转速不可测的情形下,实现感应电机部分状态反馈的位置渐近跟踪,且确保系统中的所有信号的有界性。该方法通过建立磁链、转速观测器,设计全局定义的控制律,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等的特点。基于dSPACE的在线仿真结果表明:系统运行平稳,转速、磁链不可获知时,仍可有效渐近跟踪期望的参考位置,具有较优的伺服跟踪特性。 展开更多
关键词 backstepping控制 感应电机 部分状态反馈 DSPACE
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参数不确定混沌系统的自适应Backstepping控制 被引量:11
20
作者 陈强 任雪梅 那靖 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期158-162,共5页
针对一个新的参数不确定混沌系统,提出基于误差补偿的自适应Backstepping控制方法.通过在每一步虚拟控制设计中增加一个误差补偿项,补偿未知误差动态对系统的影响,获得更加平稳的混沌镇定过程,并提高参数辨识的速度.同时,基于Lyapunov... 针对一个新的参数不确定混沌系统,提出基于误差补偿的自适应Backstepping控制方法.通过在每一步虚拟控制设计中增加一个误差补偿项,补偿未知误差动态对系统的影响,获得更加平稳的混沌镇定过程,并提高参数辨识的速度.同时,基于Lyapunov定理给出严格的理论推导,证明混沌控制系统中所有信号的一致有界性.对比仿真结果表明,该方法具有更好的瞬时响应. 展开更多
关键词 不确定混沌系统 参数辨识 自适应控制 backstepping设计
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