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考虑输入饱和的多航天器系统姿轨耦合分布式协同跟踪控制 被引量:3
1
作者 张海博 胡庆雷 +1 位作者 马广富 朱志斌 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1337-1345,共9页
基于一致性理论,研究了多航天器系统相对轨道及姿态耦合的分布式协同控制问题。在仅有部分跟随航天器可获取领航航天器信息的情形下,针对各跟随航天器存在未建模动态以及外部环境干扰等问题,利用双曲正切函数的性质,提出了考虑输入饱和... 基于一致性理论,研究了多航天器系统相对轨道及姿态耦合的分布式协同控制问题。在仅有部分跟随航天器可获取领航航天器信息的情形下,针对各跟随航天器存在未建模动态以及外部环境干扰等问题,利用双曲正切函数的性质,提出了考虑输入饱和的分布式自适应协同控制律。首先,对于领航航天器具有时变状态的情形,为每个跟随航天器设计了3个滑模估计器,对领航航天器的状态进行估计。其次,针对跟随航天器间相对速度和角速度难以测量的问题,设计仅需领航航天器状态的切比雪夫神经网络自适应更新律。最后,设计考虑输入饱和的分布式自适应协同控制律保证各跟随航天器跟踪动态领航航天器。仿真结果表明了该算法的有效性、可行性。 展开更多
关键词 多航天器系统 姿轨耦合 分布式协同 输入饱和 切比雪夫神经网络
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不确定离散时滞系统的动态输出反馈鲁棒保性能控制(英文) 被引量:16
2
作者 关新平 陈彩莲 +2 位作者 龙承念 刘奕昌 段广仁 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期199-204,共6页
研究不确定离散时滞系统的动态输出反馈保性能控制问题 ,通过引入动态输出反馈补偿器 ,采用线性矩阵不等式的方法 ,导出了系统存在保性能控制律的充分条件 .数值算例说明了其有效性 .
关键词 不确定离散时滞系统 保性能控制 动态输出 鲁棒控制 短阵不等式
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交流伺服系统的二自由度内模控制 被引量:34
3
作者 张井岗 刘志运 裴润 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期45-48,共4页
基于内模控制理论 ,针对交流伺服系统提出了一种二自由度PID控制方法。所设计的二自由度PID控制器 ,仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关。理论分析和仿真实验结果表明 ,该控制器可以使系统同时具有良好的位置跟随性能... 基于内模控制理论 ,针对交流伺服系统提出了一种二自由度PID控制方法。所设计的二自由度PID控制器 ,仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关。理论分析和仿真实验结果表明 ,该控制器可以使系统同时具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能和鲁棒性。 展开更多
关键词 交流伺服系统 二自由度内模控制 二自由度 PID控制器 矢量控制 抗干扰性能
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可编程多轴控制器的开放式数控系统 被引量:12
4
作者 王立松 苏宝库 +1 位作者 董申 张飞虎 《计算机集成制造系统-CIMS》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期69-72,共4页
采用开放式运动控制器作为下位机、PC平台和Win9x/NT操作系统作为上位机的结构 ,组建双CPU开放式数控系统。在开放式软件设计中 ,采用了类的封装和继承技术 ,不同功能模块间以及功能模块和系统内核间采用基于客户机和服务器模型的通信... 采用开放式运动控制器作为下位机、PC平台和Win9x/NT操作系统作为上位机的结构 ,组建双CPU开放式数控系统。在开放式软件设计中 ,采用了类的封装和继承技术 ,不同功能模块间以及功能模块和系统内核间采用基于客户机和服务器模型的通信技术。利用旋转缓冲区技术 ,实现了上位机和下位机之间任意大小的数据文件下载。将该数控系统应用于工程实际中 。 展开更多
关键词 开放式数控系统 可编程多轴控制器 数控机床 CPU
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用于船舶舵机的电液负载模拟器之控制系统 被引量:14
5
作者 慕香永 裴润 +1 位作者 刘志林 张军 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期564-568,573,共6页
对船舶舵机使用的电液负载模拟器,建立了传递函数模型,给出了频率特性.根据这个模拟器的实时性和跟踪精度指标,设计了主从式结构计算机控制系统;其中采用了自适应模糊PID控制器,以保证系统的鲁棒性能;又设计了前馈控制器。提供速度补偿... 对船舶舵机使用的电液负载模拟器,建立了传递函数模型,给出了频率特性.根据这个模拟器的实时性和跟踪精度指标,设计了主从式结构计算机控制系统;其中采用了自适应模糊PID控制器,以保证系统的鲁棒性能;又设计了前馈控制器。提供速度补偿和加速度补偿,使系统有多余力时,能够满足性能指标.实际加载实验表明,无论主动或被动加载,其精度都满足设计指标,并且系统工作稳定可靠. 展开更多
关键词 负载模拟器 多余力 模糊自适应PID 前馈补偿
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一种改善无刷直流电机驱动系统速率平稳性的鲁棒重复控制方法(英文) 被引量:18
6
作者 刘雨 苏宝库 曾鸣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第10期144-148,共5页
该文提出一种鲁棒重复控制方法来提高无刷直流电机驱动的系统的速率平稳性。该方法综合了变结构控制率和重复控制率。变结构控制率可以有效地镇定系统,并保证误差收敛到一个较小的范围内,而重复控制率可以进一步消除稳态时存在的速率波... 该文提出一种鲁棒重复控制方法来提高无刷直流电机驱动的系统的速率平稳性。该方法综合了变结构控制率和重复控制率。变结构控制率可以有效地镇定系统,并保证误差收敛到一个较小的范围内,而重复控制率可以进一步消除稳态时存在的速率波动。Lyapunov直接法证明了闭环系统的全局稳定性和跟踪误差的渐近收敛性。仿真结果表明,该鲁棒重复控制方法明显地改善了速率系统的平稳性。 展开更多
关键词 无刷直流电机 驱动系统 速率平稳性 鲁棒重复控制方法
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基于重复控制的动态补偿器及其在恒速调节系统中的应用 被引量:18
7
作者 张东纯 曾鸣 苏宝库 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第7期95-97,102,共4页
随位置呈周期性变化的扰动经常存在于恒速调节系统中 ,限制了系统速率稳定度的进一步提高。该文分析了这类周期性扰动对系统速率稳定度的影响 ,提出了一种基于重复控制原理的动态补偿方案 ,给出了重复补偿器的设计方法和应用条件 ,并在... 随位置呈周期性变化的扰动经常存在于恒速调节系统中 ,限制了系统速率稳定度的进一步提高。该文分析了这类周期性扰动对系统速率稳定度的影响 ,提出了一种基于重复控制原理的动态补偿方案 ,给出了重复补偿器的设计方法和应用条件 ,并在一高精度转台系统中予以实现 ,收到了良好的效果 。 展开更多
关键词 恒速调节系统 重复控制 动态补偿器 电力系统
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过驱动航天器飞轮故障重构与姿态容错控制 被引量:10
8
作者 张爱华 胡庆雷 +1 位作者 霍星 马广富 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期369-376,共8页
针对四反作用飞轮配置的刚体航天器执行机构故障以及外部干扰等问题,提出一种姿态容错控制分配算法。该方法通过设计滑模观测器,实现在有限时间内对执行机构故障与外部干扰的精确重构;特别地,应用Lyapunov稳定性理论证明了所设计的控制... 针对四反作用飞轮配置的刚体航天器执行机构故障以及外部干扰等问题,提出一种姿态容错控制分配算法。该方法通过设计滑模观测器,实现在有限时间内对执行机构故障与外部干扰的精确重构;特别地,应用Lyapunov稳定性理论证明了所设计的控制器能够在有限时间内实现对闭环姿态的全局渐近稳定控制,且该控制策略可实现对反作用飞轮故障与外部干扰的鲁棒性。此外,采用计算量较小的基序最优控制分配方法快速实现了期望控制力矩到四反作用飞轮指令控制力矩分配。最后,针对某型号航天器以及各种反作用飞轮故障进行数值仿真,仿真结果表明所设计过驱动航天器飞轮故障重构与姿态容错控制方法能够在线、及时、精准地完成故障重构与控制分配。 展开更多
关键词 有限时间 滑模观测器 执行机构 故障重构 基序最优控制分配
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控制受限的挠性航天器姿态机动自适应变结构输出反馈控制 被引量:8
9
作者 胡庆雷 马广富 姜野 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期875-879,共5页
针对挠性航天器飞轮输出力矩受限情况下的姿态机动问题,提出了一种仅利用输出信息的自适应变结构输出反馈控制方法。在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出了滑模存在条件以及自适应变结构输出反馈控制器设计的方法,并采用Lyap... 针对挠性航天器飞轮输出力矩受限情况下的姿态机动问题,提出了一种仅利用输出信息的自适应变结构输出反馈控制方法。在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出了滑模存在条件以及自适应变结构输出反馈控制器设计的方法,并采用Lyapunov方法分析了滑动模态的存在性及稳定性。最后,将本文提出的控制方法应用于挠性航天器的姿态机动控制,并与传统的控制方法进行比较。数值仿真研究:在反作用飞轮的控制受限条件下,完成姿态机动的同时,有效地抑制挠性附件的振动;此方法具有设计简单、易于实现和鲁棒性好等特点。 展开更多
关键词 挠性航天器 变结构控制 姿态机动 非线性输入 振动抑制
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高精确度伺服转台控制系统中的扰动力矩补偿 被引量:15
10
作者 杨松 王毅 苏宝库 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期615-619,共5页
摩擦力矩和电机波动力矩是影响高精确度伺服转台控制系统位置跟踪精确度的主要因素。针对系统中摩擦力矩和电机波动力矩等扰动力矩补偿问题,提出一种综合的扰动力矩补偿控制策略。基于摩擦观测器提出一种PD前馈控制方法,对系统中的动态... 摩擦力矩和电机波动力矩是影响高精确度伺服转台控制系统位置跟踪精确度的主要因素。针对系统中摩擦力矩和电机波动力矩等扰动力矩补偿问题,提出一种综合的扰动力矩补偿控制策略。基于摩擦观测器提出一种PD前馈控制方法,对系统中的动态摩擦力矩进行了补偿,并利用Lyapunov稳定性理论对所提出的方法进行了系统稳定性分析。结合基于重复控制器的扰动观测器进一步提出一种综合的扰动力矩补偿控制策略。一方面,摩擦补偿方法可以对系统中的摩擦力矩进行补偿;另一方面,插入的重复控制器可以很好地抑制系统中的周期性波动力矩,而扰动观测器则用来补偿重复控制及摩擦补偿时给系统带来的不确定性。仿真结果证明了所提出的方法的有效性。 展开更多
关键词 伺服转台 位置跟踪精确度 扰动力矩补偿 LYAPUNOV稳定性理论 重复控制
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NARX网络在自适应逆控制动态系统辨识中的应用 被引量:15
11
作者 刘亚秋 马广富 石忠 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期173-176,共4页
针对动态神经网络的学习算法问题,提出了一种适用于带外加输入的非线性自回归 (NARX)动态网络的改进型RTRL学习算法. 该算法基于LM算法的思想,取代传统RTRL中的梯度寻优算法,以改善RTRL的学习速度, 并将该方法应用于NARX动态网络自适应... 针对动态神经网络的学习算法问题,提出了一种适用于带外加输入的非线性自回归 (NARX)动态网络的改进型RTRL学习算法. 该算法基于LM算法的思想,取代传统RTRL中的梯度寻优算法,以改善RTRL的学习速度, 并将该方法应用于NARX动态网络自适应逆控制的对象辨识中. 数值仿真结果表明该改进学习算法是可行而有效性的,并且也验证了NARX动态神经网络具有很强的动态描述能力. 展开更多
关键词 动态神经网络 RTRL算法 NARX网络 自适应逆控制
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挠性系统的控制设计和H_∞回路成形法 被引量:7
12
作者 孟范伟 何朕 +1 位作者 王广雄 周荻 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1014-1020,共7页
挠性系统的控制设计与具体的挠性特性是相关的,从控制角度将挠性系统划分为轴系传动机构、桁架结构和卫星太阳能帆板的薄板型结构3类.其中薄板型结构挠性系统的挠性特点明显,文中指出H∞回路成形法能有效解决薄板型结构挠性系统设计上... 挠性系统的控制设计与具体的挠性特性是相关的,从控制角度将挠性系统划分为轴系传动机构、桁架结构和卫星太阳能帆板的薄板型结构3类.其中薄板型结构挠性系统的挠性特点明显,文中指出H∞回路成形法能有效解决薄板型结构挠性系统设计上的难点,即在幅频特性急剧下降的频段内保证系统的稳定性.一般H∞控制理论中,H∞范数是系统的性能指标.但H∞回路成形法中的H∞范数表示的则是闭环系统的稳定裕度.通过挠性系统的算例说明,H∞回路成形法并不是给定摄动范围下的设计问题,因此在鲁棒性设计这一概念上也不同于常规的H∞控制设计,有其自己的含义. 展开更多
关键词 挠性系统 H∞回路成形 H∞范数 鲁棒性 性能指标
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离散时滞系统的鲁棒无源控制 被引量:24
13
作者 关新平 龙承念 段广仁 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期146-149,共4页
关键词 鲁棒无源控制 高散时滞系统 严格正实性 LMI
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基于广义逆的欠驱动航天器姿态机动控制 被引量:9
14
作者 黄静 李传江 +1 位作者 马广富 刘刚 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期285-292,共8页
针对欠驱动刚体航天器机动控制问题,应用广义逆方法设计了姿态机动控制器.首先将三轴稳定欠驱动航天器动力学和运动学系统分解为三个子系统,应用微分几何理论将欠驱动航天器子系统转化为逐点线性形式,并设计了欠驱动航天器子系统渐近稳... 针对欠驱动刚体航天器机动控制问题,应用广义逆方法设计了姿态机动控制器.首先将三轴稳定欠驱动航天器动力学和运动学系统分解为三个子系统,应用微分几何理论将欠驱动航天器子系统转化为逐点线性形式,并设计了欠驱动航天器子系统渐近稳定控制器,进一步引入了动态尺度广义逆和摄动零控制向量,实现了对另外两轴的控制.设计的广义逆姿态控制器保证了整个系统的渐近稳定性,达到了控制要求.数值仿真实验结果表明了所设计控制律的有效性. 展开更多
关键词 航天器 欠驱动系统 姿态机动 广义逆方法
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不确定滞后系统的鲁棒模型预测控制 被引量:10
15
作者 张军 裴润 +1 位作者 裴辛哲 刘志远 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第7期212-215,共4页
对于输入受约束的离散不确定滞后系统,提出鲁棒模型预测控制方法,其中不确定性存在于系统的状态矩阵和输入矩阵当中,且满足范数有界条件。用LMI解决滞后系统的不确定性和约束,针对滞后系统给出了新的鲁棒性能指标上界和系统稳定的充分条... 对于输入受约束的离散不确定滞后系统,提出鲁棒模型预测控制方法,其中不确定性存在于系统的状态矩阵和输入矩阵当中,且满足范数有界条件。用LMI解决滞后系统的不确定性和约束,针对滞后系统给出了新的鲁棒性能指标上界和系统稳定的充分条件,通过求解LMI凸优化得到状态反馈控制律,对提出的方法进行了数字仿真研究,结果表明,基于 LMI约束不确定滞后系统的鲁棒模型预测控制易于求解,适于实际应用。 展开更多
关键词 不确定滞后系统 鲁棒模型预测控制 线性矩阵不等式 控制策略
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利用Java和Web构建基于互联网的远程控制系统 被引量:12
16
作者 滕飞 王常虹 +1 位作者 王玉峰 马广程 《计算机集成制造系统-CIMS》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期195-199,214,共6页
提出一种无需固定的控制端、无需安装配置控制软件的远程控制系统。该系统的控制结构通过互联网动态构建,控制人员通过浏览器控制分布在互联网上的设备。为此,设计了一种分布式控制系统结构,系统各部分采用了具有不同功能、不同类型的... 提出一种无需固定的控制端、无需安装配置控制软件的远程控制系统。该系统的控制结构通过互联网动态构建,控制人员通过浏览器控制分布在互联网上的设备。为此,设计了一种分布式控制系统结构,系统各部分采用了具有不同功能、不同类型的程序。实验结果表明了该系统的可行性和有效性。 展开更多
关键词 远程控制 互联网 应用程序
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多星系统相对轨道的自适应协同控制 被引量:15
17
作者 马广富 梅杰 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期781-787,共7页
基于一致性理论,在无向拓扑结构上对多星系统相对轨道的协同控制问题进行了研究.本文考虑近地卫星相对轨道的非线性方程,首先设计控制律使得多星系统形成目标队形,并给出了速度阻尼和通信拓扑(相对速度间的拓扑关系)连通性之间的关系;其... 基于一致性理论,在无向拓扑结构上对多星系统相对轨道的协同控制问题进行了研究.本文考虑近地卫星相对轨道的非线性方程,首先设计控制律使得多星系统形成目标队形,并给出了速度阻尼和通信拓扑(相对速度间的拓扑关系)连通性之间的关系;其次,针对卫星质量具有不确定性的情形,设计了新的辅助变量,提出了自适应的协同控制律,这里要求传感(相对位置间的拓扑关系)和通信具有相同的拓扑结构.最后对4颗卫星的编队飞行进行了仿真分析,仿真结果表明本文设计的协同控制律是有效可行的. 展开更多
关键词 多星系统 相对轨道 协同控制 一致性 自适应控制
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控制输入饱和的挠性航天器姿态机动智能鲁棒控制 被引量:8
18
作者 姜野 胡庆雷 马广富 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期188-192,249,共6页
针对挠性航天器带有执行机构饱和的姿态控制问题,提出了一种将自适应变结构和智能控制相结合的智能鲁棒控制方法。首先,在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,针对挠性模态不可测的特点,给出了仅利用输出信息的智能自适应变结构输... 针对挠性航天器带有执行机构饱和的姿态控制问题,提出了一种将自适应变结构和智能控制相结合的智能鲁棒控制方法。首先,在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,针对挠性模态不可测的特点,给出了仅利用输出信息的智能自适应变结构输出反馈控制器的设计方法,其中利用神经网络控制来补偿执行机构饱和非线性和采用自适应控制技术克服确定不确定性的界的困难,并基于Lyapunov方法分析了滑动模态的存在性及系统的稳定性。最后,将该方法应用于挠性航天器的姿态机动控制,在反作用飞轮存在饱和特性约束的情况下,完成姿态机动的同时,可有效地抑制挠性附件的振动。 展开更多
关键词 挠性航天器 变结构控制 饱和非线性 神经网络
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带有输入非线性的挠性航天器姿态机动变结构控制 被引量:17
19
作者 胡庆雷 马广富 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期630-634,共5页
针对挠性航天器反作用飞轮输入力矩受限情况下的姿态机动问题,提出了一种仅利用输出信息的变结构输出反馈控制方法。在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出了滑模存在条件以及变结构输出反馈控制器设计的方法,并保证闭环系统... 针对挠性航天器反作用飞轮输入力矩受限情况下的姿态机动问题,提出了一种仅利用输出信息的变结构输出反馈控制方法。在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出了滑模存在条件以及变结构输出反馈控制器设计的方法,并保证闭环系统渐近稳定;另外,为了避免确定不确定性和外干扰界函数上限的困难,又给出了一种自适应变结构输出反馈控制器的设计方法,并基于Lyapunov方法分析了滑动模态的存在性及稳定性。最后,将本文提出的两种控制方法应用于三轴稳定挠性航天器的姿态机动控制,并进行数值仿真研究。仿真结果表明:在反作用飞轮的控制受限条件下,完成姿态机动的同时,使得挠性附件的振动幅值远远小于0.001,有效地抑制挠性附件的振动。 展开更多
关键词 挠性航天器 变结构控制 姿态机动 非线性输入 振动抑制
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不确定离散时间系统的变结构控制 被引量:16
20
作者 于双和 傅佩琛 强文义 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期85-88,共4页
常规变结构控制用于不确定系统 ,须利用不确定性界确保系统的鲁棒性 ,控制器过于保守且抖振变大 .本文把未知干扰和参数不确定性的影响等效为名义系统的外界干扰 ,利用时延技术对干扰进行在线估计 ,并将估计值引入到变结构控制中 ,从而... 常规变结构控制用于不确定系统 ,须利用不确定性界确保系统的鲁棒性 ,控制器过于保守且抖振变大 .本文把未知干扰和参数不确定性的影响等效为名义系统的外界干扰 ,利用时延技术对干扰进行在线估计 ,并将估计值引入到变结构控制中 ,从而抵消掉系统中的慢变不确定性 ,利用离散趋近律法 ,推出了准滑动模态的存在条件及其带宽 .该方法克服了以往控制方法中须已知不确定性界的限制 ,且不必满足匹配条件 ,用较低的控制增益保证了系统的鲁棒性 ,降低了准滑动模态带即削弱了抖振 . 展开更多
关键词 变结构控制 离散时间系统 鲁棒性
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