共母线开绕组永磁同步牵引电机改进级联模型预测控制

1

作者 高锋阳 吴银波 +4 位作者 徐昊 史志龙 岳文瀚 孙伟 王高强 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1254-1265,共12页

为降低共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制开关频率和控制系统对电机参数依赖性,提出一种基于变步长自适应线性神经网络(Adaline)可调参数改进级联模型预测电流控制策略。首先,针对共母线开绕组永磁同步牵引电机... 为降低共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制开关频率和控制系统对电机参数依赖性,提出一种基于变步长自适应线性神经网络(Adaline)可调参数改进级联模型预测电流控制策略。首先,针对共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制造成开关频率高的原因进行分析,剔除高开关频率和高共模电压的电压矢量,优化备选电压矢量范围,对剩余电压矢量根据其对q轴电流作用效果分组组合寻优和分配作用时间;基于变步长自适应线性神经网络改进PI控制器,使得改进PI控制器兼顾快速性与超调;然后,分析共母线开绕组永磁同步牵引电机模型预测控制参数变化特性,构建系统变步长自适应线性神经网络参数辨识模型,对电机参数分步辨识,形成参数可调节级联模型预测控制;最后,对所提策略和三矢量级联模型预测电流控制进行稳态和动态半实物测试对比。结果表明:所提策略对转矩脉动、零轴电流、总谐波畸变率、开关频率、调速超调都具有很好的抑制效果,避免了传统模型预测控制的多目标代价函数中权重系数整定和参数辨识模型构建欠秩问题,对系统的控制性能有明显的提升作用。研究结果为进一步将共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统应用于机车牵引提供参考。 展开更多

关键词 开绕组永磁同步牵引电机 变步长自适应线性神经网络 级联模型预测 转矩脉动 零轴电流 参数分步辨识 开关频率

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变质心控制导弹H_∞综合LPV鲁棒自动驾驶仪的设计 被引量：12

2

作者 何矞 周凤岐 周军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期360-364,共5页

线性系统就系统描述的参数变化情况可划分为 LTI、LTV和 LPV 3种类型 ,变质心控制导弹的线性化模型是在特定的简化条件下得到的 ,是一种典型的存在模型不确定性的 LPV系统 ,且导弹工作在较宽的飞行条件下 ,其参数变化范围很大 ;为了使... 线性系统就系统描述的参数变化情况可划分为 LTI、LTV和 LPV 3种类型 ,变质心控制导弹的线性化模型是在特定的简化条件下得到的 ,是一种典型的存在模型不确定性的 LPV系统 ,且导弹工作在较宽的飞行条件下 ,其参数变化范围很大 ;为了使设计的自动驾驶仪具有足够的稳定裕度和能够适应较大参数变化范围的能力 ,文中利用凸多面体理论 ,基于自调整 LPV综合 H∞ 鲁棒控制器的设计方法 ,针对变质心控制导弹的自动驾驶仪 ,在系统满足控制器的存在性定理的条件下 ,给出了设计方法 ,这种设计方法简单、在线计算量小 ,通过仿真结果验证了变质心矩自动驾驶仪能够完全满足鲁棒性和全域操作的设计要求。 展开更多

关键词 变质心控制 线性变参数 鲁棒控制器 凸多面体

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基于LPV模型的磷酸铁锂电池SOC实时算法 被引量：4

3

作者 郑燕萍 杜政平 +1 位作者 吴松松 陈宁 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期600-603,共4页

动力电池荷电状态(SOC)值是电动汽车整车控制策略和电池管理系统中的一个重要参数。文章以磷酸铁锂动力电池为研究对象,提出基于线性变参数(LPV)模型的电池SOC实时估算方法。该方法在电池特性试验研究的基础上,建立电池等效电路模型,将... 动力电池荷电状态(SOC)值是电动汽车整车控制策略和电池管理系统中的一个重要参数。文章以磷酸铁锂动力电池为研究对象,提出基于线性变参数(LPV)模型的电池SOC实时估算方法。该方法在电池特性试验研究的基础上,建立电池等效电路模型,将电池非线性系统转换为LPV系统,将其状态空间系数矩阵作为电池可测量的函数,设计滤波器算法,实现磷酸铁锂动力电池SOC的实时估算。利用Matlab软件建立该算法的仿真模型,仿真结果验证了SOC实时估算方法的可行性和准确性。 展开更多

关键词 磷酸铁锂电池 荷电状态(SOC)估算 等效电路模型 线性变参数(lpv)模型

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直升机切换LPV鲁棒跟踪控制 被引量：4

4

作者 张绍杰 李硕 +1 位作者 严鹏 鲁可 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期260-266,共7页

针对直升机跟踪控制问题,提出了一种基于模态依赖平均驻留时间(Mode-dependent average dwell time,MDADT)切换信号的线性变参数(Linear variable parameter,LPV)控制方法。在直升机全飞行包线内选取可以表征直升机飞行特性的状态作为... 针对直升机跟踪控制问题,提出了一种基于模态依赖平均驻留时间(Mode-dependent average dwell time,MDADT)切换信号的线性变参数(Linear variable parameter,LPV)控制方法。在直升机全飞行包线内选取可以表征直升机飞行特性的状态作为增益调度变量,利用"小扰动"假设将全量方程进行线性化处理并对其配平求解,将复杂的非线性模型转化为可以计算求解的线性模型。采用雅可比线性化方法在非线性模型平衡点处进行线性化处理,使用数据拟合的方法在理论上建立与非线性模型动态接近的LPV模型。对时变参数进行区间划分,结合参数依赖的多Lyapunov函数和MDADT方法,给出了保证切换LPV系统全局一致指数稳定的充分条件。考虑时变参数的渐变特性,以及由于测量误差和参数飘移等因素而造成的控制器增益变化,得到了在MDADT切换信号限制下的切换律。仿真结果表明所设计的控制律能有效动态跟踪直升机前飞的不同状态量,验证了所建模型和控制算法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 直升机 线性变参数建模 切换多胞系统 跟踪控制 模态依赖平均驻留时间

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基于平衡流形的航空发动机LPV建模方法 被引量：2

5

作者 李述清 张胜修 胡卫红 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期21-25,共5页

针对航空发动机线性变参数模型,基于平衡流形原理,研究了一种改进LPV建模方法。首先,根据平衡流形原理,构造涡扇发动机平衡流形参数化形式。其次,根据某型涡扇发动机非线性模型,建立基于局部线性模型的涡扇发动机准LPV模型。然后,建立... 针对航空发动机线性变参数模型,基于平衡流形原理,研究了一种改进LPV建模方法。首先,根据平衡流形原理,构造涡扇发动机平衡流形参数化形式。其次,根据某型涡扇发动机非线性模型,建立基于局部线性模型的涡扇发动机准LPV模型。然后,建立基于平衡流形的航空发动机改进准LPV模型,即:利用平衡流形参数化形式,根据调度变量实时估算发动机平衡态,以更新发动机准LPV模型的参考平衡态。最后,通过对发动机从慢车状态到最大状态的阶梯加速过程进行仿真,表明改进LVP模型的稳态和动态响应特性与发动机非线性模型保持很好地一致。 展开更多

关键词 航空发动机 平衡流形 线性变参数模型 调度变量

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基于LPV鲁棒输出反馈控制的变形无人机暂态控制律设计 被引量：2

6

作者 邵朋院 吴成富 +1 位作者 马松辉 毛保磊 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期746-751,共6页

文章研究了LPV鲁棒输出反馈控制技术在变形无人机变形过程的纵向暂态控制中的应用。首先,从理论上研究了LPV鲁棒输出反馈控制问题的求解及解的可实现性问题,然后用雅克比线性化方法建立了飞机的LPV模型,并以变形无人机变形暂态过程中纵... 文章研究了LPV鲁棒输出反馈控制技术在变形无人机变形过程的纵向暂态控制中的应用。首先,从理论上研究了LPV鲁棒输出反馈控制问题的求解及解的可实现性问题,然后用雅克比线性化方法建立了飞机的LPV模型,并以变形无人机变形暂态过程中纵向俯仰角保持为例,使用LPV鲁棒输出反馈设计其控制器。结构奇异值分析和蒙特卡洛仿真结果均表明,系统具有很好的鲁棒性和控制性能。最后,对LPV鲁棒输出反馈技术进行了总结,并给出了需要进一步研究的问题。 展开更多

关键词 lpv系统 变形无人机 鲁棒控制 暂态控制

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基于LPV模型的航空发动机控制器Kalman滤波器设计 被引量：1

7

作者 李述清 张胜修 +1 位作者 刘毅男 周志清 《航空发动机》 2011年第1期24-27,共4页

针对航空发动机LPV模型,设计了1种改进Kalman滤波器设计方法,并应用于某型涡扇发动机控制系统中。涡扇发动机宽工况变化过程的仿真结果表明,该滤波器可实现对系统输出和状态的有效跟踪和滤波,较好地检验了该方法的有效性。

关键词 KALMAN滤波器 航空发动机 线性变参数模型

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时滞LPV重复过程的H_∞模型降阶 被引量：1

8

作者 齐迹 李艳辉 梁艳 《科技通报》 北大核心 2016年第1期24-30,43,共8页

将时滞线性参数变化(LPV)思想应用于重复过程中,研究了其H∞模型降阶问题。目的是设计一个低阶的LPV重复过程来近似原高阶的LPV重复过程,使得误差在性能指标下达到最小。首先基于参数依赖Lyapunov函数方法推出了该误差过程的稳定性和降... 将时滞线性参数变化(LPV)思想应用于重复过程中,研究了其H∞模型降阶问题。目的是设计一个低阶的LPV重复过程来近似原高阶的LPV重复过程,使得误差在性能指标下达到最小。首先基于参数依赖Lyapunov函数方法推出了该误差过程的稳定性和降阶模型设计的充分条件。进一步通过投影定理引入两个附加矩阵,解除了重复过程矩阵和依赖于参数的Lyapunov函数矩阵之间的耦合,使得到的条件便于求解。仿真实例证实了该设计方法的有效性。 展开更多

关键词 线性参数变化重复过程 参数依赖LYAPUNOV函数 参数线性矩阵不等式 H∞模型降阶

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基于高阶奇异值分解的LPV鲁棒控制器设计 被引量：5

9

作者 孙斌 杨凌宇 张晶 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1536-1542,共7页

针对高超声速飞行器线性变参数(LPV)模型建模中准确度与复杂度之间的矛盾性,提出了一种基于网格化张量及高阶奇异值分解(HOSVD)的凸多胞LPV模型建模及控制方法。首先基于雅可比线性化给出了大包线网格化模型的张量描述形式,然后提出了... 针对高超声速飞行器线性变参数(LPV)模型建模中准确度与复杂度之间的矛盾性,提出了一种基于网格化张量及高阶奇异值分解(HOSVD)的凸多胞LPV模型建模及控制方法。首先基于雅可比线性化给出了大包线网格化模型的张量描述形式,然后提出了一种基于HOSVD的多胞LPV模型生成算法,将网格化模型表述为有限个线性时不变(LTI)顶点及权重函数的组合,并基于舍弃的奇异值给出了建模误差的指标,最后结合某航天飞机再入段六自由度非线性模型进行了大包线鲁棒LPV控制器设计与仿真验证,结果表明该方法可获得计算复杂度低且保证建模精度的LPV模型,设计的鲁棒变增益控制器能够使系统快速跟踪姿态角指令信号,并能够保证系统的稳定性和鲁棒性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 飞行包线 多胞线性变参数(lpv)系统 鲁棒变增益控制 高阶奇异值分解(HOSVD)

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基于LPV系统的折叠翼仿生变形无人机模型预测控制方法研究 被引量：2

10

作者 邵朋院 董彦非 +1 位作者 李继广 屈高敏 《西安航空学院学报》 2020年第3期3-10,共8页

为了改善折叠翼仿生变形无人机变形暂态过程纵向控制性能,利用线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)系统的模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)方法,在线性时不变(LTI)系统MPC控制方法的基础上,运用线性变参数(LPV)系统的... 为了改善折叠翼仿生变形无人机变形暂态过程纵向控制性能,利用线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)系统的模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)方法,在线性时不变(LTI)系统MPC控制方法的基础上,运用线性变参数(LPV)系统的MPC控制,使MPC在线优化问题转化成二次规划(QP)问题,可将成熟的数值算法在线求解。将该方法运用于折叠翼仿生变形无人机,仿真结果表明,相对于非支配排序的遗传算法NSGA-II-PID,该方法具有更好的控制性能和输入约束能力。研究结果为变形无人机的暂态控制提供了一种更优的选择,可以促进变形无人机暂态控制技术的进一步发展。 展开更多

关键词 线性变参数系统 变形无人机 模型预测控制 暂态过程 二次规划

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基于动态设计变量优化算法的非线性模型参数估计 被引量：4

11

作者 么健石 侯祥林 徐心和 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期106-109,共4页

为消除在传统非线性模型参数估计中由于线性化引起的模型误差,提出了一种基于动态设计变量优化的非线性模型参数估计算法·该算法以每个待估计的参数为设计变量,以与设计变量相关的误差函数为目标函数,并将参数约束条件构造在目标... 为消除在传统非线性模型参数估计中由于线性化引起的模型误差,提出了一种基于动态设计变量优化的非线性模型参数估计算法·该算法以每个待估计的参数为设计变量,以与设计变量相关的误差函数为目标函数,并将参数约束条件构造在目标函数中,建立参数估计的最优化问题·针对圆形轨道倒立摆动力学模型进行参数估计,证明该算法具有很高的计算精度和较快的收敛速度,是解决非线性模型参数估计的有效方法之一· 展开更多

关键词 动态设计变量 优化算法 非线性模型 参数估计 圆轨倒立摆

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一种小型纯电动汽车充电机的设计 被引量：2

12

作者 陈林林 于会山 王翀 《电子科技》 2016年第7期151-155,共5页

快速充电是当前小型电动汽车需要解决的关键技术。文中研发了一种电动汽车用智能快速充电机,该充电机采用基于微控制器MC9S12XE100控制的双闭环多模式自适应充电方式进行充电。进行了主电路参数计算,包括功率管选择以及变压器、吸收回... 快速充电是当前小型电动汽车需要解决的关键技术。文中研发了一种电动汽车用智能快速充电机,该充电机采用基于微控制器MC9S12XE100控制的双闭环多模式自适应充电方式进行充电。进行了主电路参数计算,包括功率管选择以及变压器、吸收回路、滤波回路、PWM控制电路和微控制器核心电路设计等。通过试验证明,文中设计的充电机达到了性能指标要求,主回路拓扑结构及其控制电路可行。 展开更多

关键词 纯电动汽车 智能充电机 多模式自适应充电 双闭环 微控制器

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曲轴三维实体模型的自动建立 被引量：2

13

作者 蔡果 李伯民 陈松 《华北工学院学报》 1998年第1期11-15,共5页

本文针对曲轴加工中易产生主轴颈直线度误差超差问题，运用Ｉ－ＤＥＡＳ软件对其进行了模拟分析；在对软件进行二次开发的基础上，采用特征建模和变量建模的方法，进行曲轴参数化实体建模，实现了曲轴三维实体模型的自动建立．

关键词 曲轴 直线度误差 特征建模 变量建模 实体建模

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线性变参数系统算法在船舶运动与参数控制的应用 被引量：1

14

作者 孙豫 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第13期68-71,共4页

船舶的运动控制包括航向、航速和航迹控制等,在船舶大型化和高速化发展的今天,船舶运动控制水平与船舶航行安全性、航行效率息息相关。船舶的运动控制参数主要包括柴油发动机的参数、船舵参数、螺旋桨参数以及船舶吃水与形状参数,本文... 船舶的运动控制包括航向、航速和航迹控制等,在船舶大型化和高速化发展的今天,船舶运动控制水平与船舶航行安全性、航行效率息息相关。船舶的运动控制参数主要包括柴油发动机的参数、船舵参数、螺旋桨参数以及船舶吃水与形状参数,本文在进行船舶运动控制器的设计时,采用了一种基于线性变参数(LPV)系统的控制算法,从系统稳定性、船舶运动参数数学建模、控制系统建模以及系统的性能仿真等方面进行深入研究,有助于提升船舶的运动与参数控制精度。 展开更多

关键词 线性变参数系统 运动控制 数学建模 稳定性 航迹

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飞行器线性分式变换建模及其降阶研究

15

作者 闵勇 黄万伟 柳嘉润 《航天控制》 CSCD 北大核心 2011年第3期43-47,共5页

针对一类可用线性变参数系统描述的飞行器动力学模型,本文采用图形法建立其线性分式变换模型,并应用卡尔曼规范分解对模型进行降阶。最终得到的模型将飞行器动力学明确分解为确定性部分和时变参数部分。数学仿真验证了所建立模型的正确性。

关键词 线性变参数 线性分式变换 模型降阶 卡尔曼规范分解

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一种基于增量电导法的变步长MPPT算法 被引量：29

16

作者 卫东 王央康 常亚文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1277-1283,共7页

针对光伏发电最大功率点跟踪（MPPT）技术的研究和发展现状,提出一种基于增量电导法的变步长MPPT算法。建立太阳电池参数模型,通过理论分析、Matlab仿真实验和实际实验验证,推导出一种基于增量电导法的变步长电压方程。该方程中步长电压... 针对光伏发电最大功率点跟踪（MPPT）技术的研究和发展现状,提出一种基于增量电导法的变步长MPPT算法。建立太阳电池参数模型,通过理论分析、Matlab仿真实验和实际实验验证,推导出一种基于增量电导法的变步长电压方程。该方程中步长电压ΔU关于输出电压U在太阳电池的[0.20Uoc,0.93Uoc]区间具有近似直线特性,通过采集电压电流可解得ΔU-U的直线方程及其值为零时的输出电压Uref,进而再以Uref为起始电压、ΔU为步长电压采用增量电导法进行MPPT。实验结果表明,所提MPPT算法能快速精确跟踪到太阳电池的最大功率点。 展开更多

关键词 光伏发电 参数模型 最大功率点跟踪 直线特性 增量电导法 变步长

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基于PID算法的开源小四轴飞行器控制系统设计 被引量：4

17

作者 孙佳铭 李丽霞 《沈阳工程学院学报（自然科学版）》 2019年第1期63-67,共5页

在实际飞行中,飞行器经常受到外部气流的影响,这会使飞机的位置偏离预期目标。为了实现四旋翼飞行器的稳定飞行,首先从牛顿-欧拉方程寻找规律,建立四旋翼飞行器动力学数学模型,然后结合线性变参数的方法将非线性的模型进行线性化处理,设... 在实际飞行中,飞行器经常受到外部气流的影响,这会使飞机的位置偏离预期目标。为了实现四旋翼飞行器的稳定飞行,首先从牛顿-欧拉方程寻找规律,建立四旋翼飞行器动力学数学模型,然后结合线性变参数的方法将非线性的模型进行线性化处理,设计PID控制器并计算出对应通道上的传递函数。在Matlab/Simulink平台中建立对应的模型并仿真,对仿真结果进行分析,得出的结论验证了PID算法的有效性。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 线性变参数 非线性模型 PID控制器

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软岩非定常分数阶蠕变模型研究 被引量：3

18

作者 王红娟 邓辉 +1 位作者 唐梓豪 李万才 《人民珠江》 2019年第7期7-11,共5页

软岩蠕变特性对软岩工程稳定性有着重要影响。为准确描述复杂条件下软岩蠕变特性,在元件本构方程的基础上,引入了非定常参数,构建了变参数非线性黏弹性蠕变模型。该模型采用胡克元件模拟蠕变瞬时阶段,分数阶开尔文体被用来描述等速阶段... 软岩蠕变特性对软岩工程稳定性有着重要影响。为准确描述复杂条件下软岩蠕变特性,在元件本构方程的基础上,引入了非定常参数,构建了变参数非线性黏弹性蠕变模型。该模型采用胡克元件模拟蠕变瞬时阶段,分数阶开尔文体被用来描述等速阶段,非线性黏塑性元件被用来描述加速阶段;同时在分数阶开尔文体中考虑弹性参数随蠕变历时的变化,使模型能最大限度模拟实际情况。后以红砂岩、盐岩和泥岩的蠕变试验数据为例,应用1stOpt软件拟合新模型参数,结果表明:不同围压下3种不同类型岩石的蠕变试验曲线与拟合曲线均能较好吻合,且相关性R2的值均大于0.96,证明该研究提出的新模型适用性较强,可作为软岩蠕变研究的参考。 展开更多

关键词 岩石力学 蠕变模型 非线性 分数阶微积分 变参数

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最大控制律的多面体不变集鲁棒模型预测控制

19

作者 邢丽娟 杨世忠 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第12期34-38,共5页

为实现线性变参数系统的快速稳定控制,提出一种最大控制律的多面体不变集鲁棒模型预测控制算法。离线时,通过设定一组渐近趋向于稳定点的给定值,按照状态变量到稳定点距离大致相同的原则,构建一系列状态变量值集合,通过优化得到每个集... 为实现线性变参数系统的快速稳定控制,提出一种最大控制律的多面体不变集鲁棒模型预测控制算法。离线时,通过设定一组渐近趋向于稳定点的给定值,按照状态变量到稳定点距离大致相同的原则,构建一系列状态变量值集合,通过优化得到每个集合中较大的控制律,然后采用反推的方式优化得到一系列最大的控制律,并结合系统的输入输出约束得到离线多面体不变集。在线时,根据每个采样周期状态变量在多面体不变集中的位置,通过线性插值优化得到系统的实际控制律。给出离线在线算法的详细步骤和系统的闭环稳定性证明。通过仿真比较验证所提算法的有效性,表明所提算法使系统响应更为快速和稳定。 展开更多

关键词 最大控制律 多面体不变集 鲁棒模型预测控制 线性变参数系统 优化

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基于鲁棒H_(∞)控制的无人机纵向自动驾驶仪设计

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作者 李勇 李树豪 党利 《现代防御技术》 北大核心 2021年第5期32-44,共13页

针对传统增益调度技术在许多无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)应用中存在的昂贵和耗时的缺点,通过某型固定翼无人机的6自由度非线性模型,在已知气动系数、飞机转动惯量和推力系数的情况下,利用雅可比线性化方法从6自由度非线性模型... 针对传统增益调度技术在许多无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)应用中存在的昂贵和耗时的缺点,通过某型固定翼无人机的6自由度非线性模型,在已知气动系数、飞机转动惯量和推力系数的情况下,利用雅可比线性化方法从6自由度非线性模型推导出线性变参数(linear parameter varying,LPV)飞机模型。应用张量-乘积(tensor product,TP)模型变换方法将无人机纵向非线性参数依赖的LPV模型变换为TP型凸多面体模型形式,将增益调度输出反馈鲁棒H_(∞)控制器设计方法应用于所得到的TP凸多面体模型,设计了常规固定翼无人机的鲁棒增益预测自动驾驶仪飞行控制系统。在MATLAB SIMULINK环境下对该控制系统进行了全六自由度的飞行器仿真试验,结果表明闭环控制系统具有良好的指令跟随性和干扰抑制能力,在定义的飞行包线范围内具有较好的稳定性和鲁棒性,验证了所提出的飞行控制系统设计方法的有效性。 展开更多

关键词 固定翼无人机 非线性数学模型 TP方法 lpv模型 鲁棒H_(∞)控制

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