考虑关节角加速度约束的移动机器人模糊控制方法研究

1

作者 商巍 孟祥祥 张道德 《现代电子技术》 北大核心 2025年第8期145-148,共4页

在移动机器人的控制过程中,关节角加速度是一个重要的物理参数,其可以确保机器人在执行各种任务时始终保持在安全、合理的范围内,从而避免机器人因运动过快或不稳定而出现损坏或执行任务失败的情况。基于此,提出一种考虑关节角加速度约... 在移动机器人的控制过程中,关节角加速度是一个重要的物理参数,其可以确保机器人在执行各种任务时始终保持在安全、合理的范围内,从而避免机器人因运动过快或不稳定而出现损坏或执行任务失败的情况。基于此,提出一种考虑关节角加速度约束的移动机器人模糊控制方法。依据移动机器人运动学方程计算移动机器人关节角加速度,同时以关节角加速度计算结果和期望关节角加速度之间的误差为约束,结合模糊算法设计模糊自适应增益调整的模糊控制器,结合自适应控制律实现移动机器人模糊控制。实验结果证明,所提方法可精准计算移动机器人关节角加速度,并确保移动机器人运行轨迹能精准跟踪目标运行轨迹,令运行速度快速稳定至设定值附近,控制效果较好。 展开更多

关键词 移动机器人 关节角加速度 模糊控制 运动轨迹 自适应控制律 模糊增益调整

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基于智能算法的自适应循环发动机控制规律优化方法

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作者 陈映雪 冯冠翔 +1 位作者 缑林峰 刘志丹 《推进技术》 北大核心 2025年第7期216-234,共19页

提出一种结合混沌机制的三角拓扑聚合优化方法,旨在优化航空发动机稳态及加速过程的控制规律。针对稳态控制规律优化问题,以三角拓扑聚合优化方法为基础,通过逻辑混沌映射机制提高优化算法的全局寻优能力,提出一种混沌三角拓扑聚合优化... 提出一种结合混沌机制的三角拓扑聚合优化方法,旨在优化航空发动机稳态及加速过程的控制规律。针对稳态控制规律优化问题,以三角拓扑聚合优化方法为基础,通过逻辑混沌映射机制提高优化算法的全局寻优能力,提出一种混沌三角拓扑聚合优化策略(Chaotic triangulation topology aggregation optimizer,CTTAO)。针对加速控制规律设计问题,构建基于CTTAO的优化Bezier曲线,以提高加速过程的优化效率;引入优化变量的物理特性进行优化区间的自修正,提出一种改进混沌三角拓扑聚合优化方法(Improved chaotic triangulation topology aggregation optimizer,ICTTAO),从而获得渐近稳定的控制规律,提高性能优化结果的可靠性。采用所提的优化方法开展自适应循环发动机(Adaptive cycle engine,ACE)多变量控制规律优化研究,根据不同飞行需求,对最大推力、最低油耗、最低涡轮前温度和加速模式进行性能寻优。仿真结果表明,优化后的ACE在亚声速巡航基准点实现了耗油率降低5.35%,在超声速巡航点实现了推力提升27.59%。本文所提出的ICTTAO优于其他比较算法,在满足加速时间为2.12 s的前提下,能够保障更大的安全裕度、更低的耗油率、更小的稳态误差。此外,该方法有望用于变循环发动机模态转换控制规律设计。 展开更多

关键词 自适应循环发动机 加速控制规律 性能寻优 多变量控制 混沌映射 智能算法

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基于同步异构DSP的CLA模块的脉冲均分算法研究 被引量：1

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作者 梁磊磊 何高清 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第2期191-195,共5页

针对数控系统中精插补器输出脉冲分布不均匀的问题,对精插补器的运行机制、硬件结构与软件算法进行了研究,对精插补器的传统解决方案与输出脉冲分布不均匀的原因进行了归纳,提出了一种基于同步异构数字信号处理器(DSP)的控制律加速器(C... 针对数控系统中精插补器输出脉冲分布不均匀的问题,对精插补器的运行机制、硬件结构与软件算法进行了研究,对精插补器的传统解决方案与输出脉冲分布不均匀的原因进行了归纳,提出了一种基于同步异构数字信号处理器(DSP)的控制律加速器(CLA)模块的脉冲均分算法。以使用相同时钟信号、数据总线与指令总线的DSP与CLA为硬件构架,采用并行处理任务、硬件触发CLA程序的模式,使用改进的双脉冲周期插补算法,构建了能够输出分布均匀的脉冲的精插补器;使用TMS320F28377S为硬件平台,利用其在线调试功能,对该脉冲均分算法进行了测试。实验结果表明:在数控系统的循环调度周期中,该设计方案输出脉冲的时间可以达到100%,脉冲周期最短可以达到2μs;该脉冲均分算法可以实现输出脉冲分布的均匀化。 展开更多

关键词 数字信号处理器 控制律加速器 脉冲均分算法 精插补器

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变循环发动机模式转换对加减速性能的影响

4

作者 余秋霞 胡骏 +1 位作者 王为丽 谷彬 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期16-28,共13页

变循环发动机具有单外涵与双外涵两种工作模式,根据使用场景或发动机性能匹配需求可能在加减速过程中进行模式转换。为了评估模式转换对加减速性能的影响,建立了可在加减速过程中进行模式转换性能模拟的过渡态性能计算模型,对比分析了... 变循环发动机具有单外涵与双外涵两种工作模式,根据使用场景或发动机性能匹配需求可能在加减速过程中进行模式转换。为了评估模式转换对加减速性能的影响,建立了可在加减速过程中进行模式转换性能模拟的过渡态性能计算模型,对比分析了引入模式转换后的加减速特性。结果表明:模式转换控制规律对风扇工作线和发动机加速性有影响,设计时应使风扇工作线变化平稳,同时在保证发动机稳定工作的前提下缩短模式转换时间;模式转换可使减速过程中的风扇最小喘振裕度从2%提高至15%,从而消除风扇喘振裕度对减速供油规律的限制,进而改善发动机减速性能。 展开更多

关键词 变循环发动机 模式转换 控制规律 加减速 喘振裕度

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扩展的多约束最优制导律及其特性研究 被引量：6

5

作者 温求遒 刘大卫 +1 位作者 夏群利 李然 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期662-669,共8页

为满足侵彻攻击空地导弹末端制导要求,解决当前多约束制导律终端攻角控制问题,设计了包含受剩余飞行时间决定的控制量权函数,并引入到最优问题的目标函数中,基于线性二次最优控制理论推导得到一种扩展的多约束最优制导律。利用指令随时... 为满足侵彻攻击空地导弹末端制导要求,解决当前多约束制导律终端攻角控制问题,设计了包含受剩余飞行时间决定的控制量权函数,并引入到最优问题的目标函数中,基于线性二次最优控制理论推导得到一种扩展的多约束最优制导律。利用指令随时间变化解析表达式及伴随系数法,对制导律加速度指令变化规律及无量纲脱靶量特性进行了研究,证明了制导律指令的收敛性,从而为终端攻角控制创造了有利条件。同时,讨论了制导律增益n的设计原则。结合工程应用的需要,分别提出了一种制导初始条件设计方法及最大需用加速度的估计方法,可有效减小导弹末端机动。通过仿真验证了制导律及分析结论的有效性。 展开更多

关键词 控制科学与技术 落角约束 最优制导律 加速度指令 终端加速度

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基于实时模型的涡扇发动机加速供油规律设计方法 被引量：7

6

作者 韩文俊 李家瑞 +1 位作者 王军 王传宝 《航空发动机》 2015年第2期1-5,共5页

针对某型涡扇发动机建立了实时模型,并将实时模型计算与试验结果进行了对比,得出该实时模型对模拟航空发动机加速过程具有一定的精度。通过改变航空发动机加速过程控制逻辑,并引入压气机裕度这一限制条件,获得了1种航空发动机加速供油... 针对某型涡扇发动机建立了实时模型,并将实时模型计算与试验结果进行了对比,得出该实时模型对模拟航空发动机加速过程具有一定的精度。通过改变航空发动机加速过程控制逻辑,并引入压气机裕度这一限制条件,获得了1种航空发动机加速供油规律设计方法。在实时模型中采用该方法,能够快速准确地获得航空发动机的加速供油规律;同时能够直观地得到航空发动机加速过程的动态特性。结果表明:通过验算得到设计的加速供油规律符合航空发动机加速要求。 展开更多

关键词 加速供油规律 实时模型 控制规律 动态特性 涡扇发动机

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1种N-dot过渡态PI控制律的设计方法 被引量：10

7

作者 王曦 党伟 +3 位作者 李志鹏 胡忠志 殷铠 张荣 《航空发动机》 2015年第6期1-5,共5页

转子加速度的过渡态控制律已应用于先进的航空发动机控制系统的设计中,以改善过渡态的加减速性能,其优点在于N-dot控制计划能够保证同一型号发动机加减速性能的一致性,而不随发动机加工制造误差、材料差异及部件性能退化等因素变化。针... 转子加速度的过渡态控制律已应用于先进的航空发动机控制系统的设计中,以改善过渡态的加减速性能,其优点在于N-dot控制计划能够保证同一型号发动机加减速性能的一致性,而不随发动机加工制造误差、材料差异及部件性能退化等因素变化。针对双转子涡扇民用发动机,提出了1种N-dot过渡态控制律的设计方法,基于差分进化算法,在发动机慢车到最大状态对应的若干稳态工作点,设计了相应的N-dot PI控制律,采用增益调度计划构建了全飞行包线内的N-dot过渡态控制律。在发动机性能退化的情况下,对N-dot闭环过渡态控制与油气比开环过渡态控制的加速性能进行了仿真。仿真结果表明:N-dot闭环过渡态控制性能优于油气比开环过渡态控制性能。 展开更多

关键词 过渡态控制律 转子加速率控制 差分进化算法 增益调度 航空发动机

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考虑一阶驾驶仪动力学的角度控制最优制导律 被引量：2

8

作者 王辉 王江 +1 位作者 王延东 杨盛毅 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期585-591,共7页

为研究考虑驾驶仪动力学的最优制导律,构造了引入一阶驾驶仪动力学的导弹运动方程.基于带终端状态约束的最优控制问题,将传统的目标权函数扩展为导弹剩余飞行时间负n次幂的形式,推导得到考虑一阶驾驶仪动力学的最优制导律通用表达式.通... 为研究考虑驾驶仪动力学的最优制导律,构造了引入一阶驾驶仪动力学的导弹运动方程.基于带终端状态约束的最优控制问题,将传统的目标权函数扩展为导弹剩余飞行时间负n次幂的形式,推导得到考虑一阶驾驶仪动力学的最优制导律通用表达式.通过将目标函数的终端状态权系数选为无穷大,化简得到考虑一阶驾驶仪动力学的角度控制最优制导律OIACGL-1,并讨论了OIACGL-1的两种简化形式.引入落角约束和初始方向误差,分析了OIACGL-1系统的归一化加速度特性;分析指出,OIACGL-1系统在n≥0时的终端加速度指令严格为0,对应的终端加速度响应近似为0. 展开更多

关键词 飞行器控制及导航技术 最优制导律 落角约束 归一化加速度 制导性能

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全景式航空相机的离散滑模控制 被引量：3

9

作者 张雪菲 丁亚林 +1 位作者 李昕阳 陈志超 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1163-1168,共6页

为了提高全景式航空相机镜筒速度控制系统的动态特性,使其具有响应速度快且超调小的特点,本文提出一种基于降维状态观测器的离散滑模控制方法,对镜筒角速度、角加速度进行观测,并对其速度系统进行控制.针对高氏趋近律带来的控制抖振和... 为了提高全景式航空相机镜筒速度控制系统的动态特性,使其具有响应速度快且超调小的特点,本文提出一种基于降维状态观测器的离散滑模控制方法,对镜筒角速度、角加速度进行观测,并对其速度系统进行控制.针对高氏趋近律带来的控制抖振和稳态抖振问题,本文采用幂次函数趋近律的方法,并对这种方法进行了无抖振理论分析以及稳定性证明.最后以某全景式航空相机作为实验平台,将基于幂次函数趋近律的离散滑模控制应用到镜筒速度控制系统中.实验结果表明,本文提出的控制方法能够有效地减小系统的抖振,使镜筒速度控制系统表现出良好的动态品质. 展开更多

关键词 全景式航空相机 降维状态观测器 角速度 角加速度 趋近律 离散滑模控制

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基于理想视线的弹道成型最优导引律 被引量：4

10

作者 李浩 佘浩平 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1200-1204,共5页

寻的导弹在追踪目标的过程中,常遇到由于背景过于复杂而锁定目标失败的情况,例如在导弹下视攻击低空目标时,强地面背景和地杂波干扰常常导致导弹无法正常截获或跟踪目标。提出一种以理想视线为控制目标的建模方法,并在约束终端弹目相对... 寻的导弹在追踪目标的过程中,常遇到由于背景过于复杂而锁定目标失败的情况,例如在导弹下视攻击低空目标时,强地面背景和地杂波干扰常常导致导弹无法正常截获或跟踪目标。提出一种以理想视线为控制目标的建模方法,并在约束终端弹目相对运动方向和弹道过载的基础上,设计了一种弹道成型最优导引律。该导引律并不直接控制终端相对速度矢量,只在所设定的理想视线的垂直方向上进行控制,从而导引律形式更简单,扩展性更强。通过数字仿真表明,所设计的导引律能够较好地实现末端弹道成型要求,并且过载分配更为合理,可有效减小地面背景和地杂波干扰对导引头截获跟踪的影响。 展开更多

关键词 控制科学与技术 最优导引律 弹道成型 理想视线 过载优化

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基于一种加速PD型迭代学习控制算法的机械臂轨迹跟踪 被引量：7

11

作者 李岩 丁浩 +2 位作者 孙中波 柴媛媛 卢曾鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第26期265-269,共5页

针对二自由度机械臂非线性系统,迭代学习控制(iterative learning control,ILC)对于具有重复运动特性的机械臂有较好的控制效果。在扰动的情况下,设计了一种PD型迭代学习控制律,随着系统迭代次数的不断增加,通过在区间内对增益矩阵进行... 针对二自由度机械臂非线性系统,迭代学习控制(iterative learning control,ILC)对于具有重复运动特性的机械臂有较好的控制效果。在扰动的情况下,设计了一种PD型迭代学习控制律,随着系统迭代次数的不断增加,通过在区间内对增益矩阵进行实时修改来缩短所需的修正区间,进而达到加快收敛速度的目的。首先,结合λ范数分析ILC的收敛性。其次,通过仿真验证所提出控制策略的可行性和有效性。最后,在相同条件下,仿真结果表明,PD型ILC收敛速度比P型ILC更快;带有扰动的PD型ILC比传统扰动型PD控制收敛效果更好。 展开更多

关键词 二自由度机械臂 迭代学习控制 PD型学习律 干扰 加速

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离散自抗扰变结构末制导律设计

12

作者 崇阳 张科 +1 位作者 吕梅柏 仝希 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期244-249,共6页

针对未来导弹拦截高速大机动目标高精度制导的需要,为使导弹制导系统具有良好的鲁棒性和精确性。提出了一种离散自抗扰变结构末制导律。首先利用自抗扰控制器中跟踪微分器具有的良好滤波特性,对被噪声污染的视线角速率信号进行滤波。其... 针对未来导弹拦截高速大机动目标高精度制导的需要,为使导弹制导系统具有良好的鲁棒性和精确性。提出了一种离散自抗扰变结构末制导律。首先利用自抗扰控制器中跟踪微分器具有的良好滤波特性,对被噪声污染的视线角速率信号进行滤波。其次通过扩张状态观测器实时估计目标加速度。最后采用了一种基于幂函数趋近律的离散变结构制导律,幂函数趋近律能够有效减弱变结构控制系统中切换函数抖动问题。因此这种离散自抗扰变结构末制导律能够有效克服量测噪声和目标加速度不确定对制导系统的影响。通过对机动目标进行仿真,结果表明该方法可以对输入噪声滤波且对目标加速度实时估计,具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。 展开更多

关键词 制导律 自抗扰 变结构

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拦截高速机动目标的最优制导律 被引量：10

13

作者 敦晓彪 李君龙 蔡婧竹 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期176-182,共7页

对于远距离拦截高速、大机动目标,不仅拦截弧段长,拦截飞行时间也更久。拦截弹在飞行过程中的能量管理与优化问题,也是在拦截制导律设计时必须要考虑的问题。将非线性弹目运动关系降阶简化后,运用最优控制理论,将能量管理纳入考虑中,得... 对于远距离拦截高速、大机动目标,不仅拦截弧段长,拦截飞行时间也更久。拦截弹在飞行过程中的能量管理与优化问题,也是在拦截制导律设计时必须要考虑的问题。将非线性弹目运动关系降阶简化后,运用最优控制理论,将能量管理纳入考虑中,得出针对高速、机动目标的最优制导律,且可以满足终端碰撞角约束。通过引入分段线性和指数两种形式的阻尼,使得导弹在拦截高速高加速目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离变化,从而达到能量管理的目的。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。 展开更多

关键词 制导律 最优控制 碰撞约束 高速 高加速

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视线角加速度导引律分析及仿真应用研究 被引量：1

14

作者 向哲 廖欣 +1 位作者 黄书平 葛朓琳 《现代防御技术》 北大核心 2017年第1期70-74,共5页

针对红外制导导弹拦截大机动目标时制导精度下降的问题,引入视线角加速度导引律,在对其原理进行分析的基础上,利用伴随系统理论对引入视线角加速度导引律后的导弹平稳性和脱靶量进行了仿真分析与验证。仿真结果表明,视线角加速度导引律... 针对红外制导导弹拦截大机动目标时制导精度下降的问题,引入视线角加速度导引律,在对其原理进行分析的基础上,利用伴随系统理论对引入视线角加速度导引律后的导弹平稳性和脱靶量进行了仿真分析与验证。仿真结果表明,视线角加速度导引律能有效降低目标机动及入射角偏差所引起的脱靶量,性能良好。 展开更多

关键词 视线角加速度 导引律 补偿系数 平稳性 伴随系统 控制刚度

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考虑导弹1阶驾驶仪的近似最小加速度峰值导引律 被引量：1

15

作者 郭琨 杨树兴 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期83-93,共11页

为避免操纵能力受限的导弹在实现大落角约束时出现控制饱和问题,提出一种考虑系统惯性且加速度峰值近似最小的解析形式组合导引律。通过设计切换点以及后段惯性补偿项,该组合导引律由圆弧-直线导引律和带1阶惯性补偿项的多项式导引律组... 为避免操纵能力受限的导弹在实现大落角约束时出现控制饱和问题,提出一种考虑系统惯性且加速度峰值近似最小的解析形式组合导引律。通过设计切换点以及后段惯性补偿项,该组合导引律由圆弧-直线导引律和带1阶惯性补偿项的多项式导引律组合而成;通过数学推导,证明了切换点必然存在,且组合导引律的加速度峰值出现在切换点;结合前段圆弧-直线导引律对加速度峰值的优化能力,实现了组合导引律的近似最优性。仿真结果表明:组合导引律的加速度在切换点后不再增大,且落角约束得到了满足;与数值最优解的比较进一步验证了该组合导引律的近似最优性。 展开更多

关键词 导弹 最小加速度峰值 落角约束 最优控制 1阶驾驶仪 圆弧-直线导引律

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攻击大机动目标的导弹广义导引律研究

16

作者 申军 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期25-29,共5页

攻击大机动目标的导引律是高性能防空反导导弹的关键技术之一。比例导引法由于其形式简单、制导系统技术上易于实现,已得到广泛应用。以某型反导导弹为例,针对目标做大机动运动时比例导引存在捕获区域变得有限的问题,提出了比例导引的... 攻击大机动目标的导引律是高性能防空反导导弹的关键技术之一。比例导引法由于其形式简单、制导系统技术上易于实现,已得到广泛应用。以某型反导导弹为例,针对目标做大机动运动时比例导引存在捕获区域变得有限的问题,提出了比例导引的两种扩展算法:引入目标加速度补偿的比例导引和引入视线加速度补偿的比例导引,并进行了数值仿真分析。结果表明,采用这两种扩展比例导引律,攻击大机动目标时制导精度高,对导弹的过载要求小,脱靶量小,弹道较为平直。 展开更多

关键词 控制科学与技术 比例导引律 目标加速度补偿 视线加速度补偿 机动目标

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拦截高速机动目标分段最优制导律研究

17

作者 敦晓彪 李君龙 《现代防御技术》 北大核心 2017年第2期93-100,117,共9页

能量管理是在远距离拦截高速、频繁机动的目标时必须要考虑的问题,因为此时不仅拦截弧段长、拦截飞行时间也更久,拦截制导律设计不能不计能量代价地跟随目标机动。通过将非线性弹目运动关系降阶,在运用最优控制理论的基础上,引入分段线... 能量管理是在远距离拦截高速、频繁机动的目标时必须要考虑的问题,因为此时不仅拦截弧段长、拦截飞行时间也更久,拦截制导律设计不能不计能量代价地跟随目标机动。通过将非线性弹目运动关系降阶,在运用最优控制理论的基础上,引入分段线性阻尼项,提出了一种针对高速、机动目标的最优制导律,可以满足终端碰撞角约束及能量管理需求。该方法得到的制导律可令导弹在拦截高速机动目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离而变化,并分析了不同的分段线性阻尼对拦截弹道的影响。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。 展开更多

关键词 制导律 最优控制 碰撞约束 高速机动目标 高速 高加速

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