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考虑自动驾驶仪动特性的终端角度约束滑模导引律 被引量:43
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作者 孙胜 张华明 周荻 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期69-78,共10页
探讨了拦截机动目标情况下的攻击角度约束导引律设计问题。首先假设自动驾驶仪为理想环节,推导了一种滑模导引律,证明了该导引律的有限时间收敛特性。然后通过非线性反步设计法把上述导引律推广到考虑导弹自动驾驶仪动态延迟的情形上,... 探讨了拦截机动目标情况下的攻击角度约束导引律设计问题。首先假设自动驾驶仪为理想环节,推导了一种滑模导引律,证明了该导引律的有限时间收敛特性。然后通过非线性反步设计法把上述导引律推广到考虑导弹自动驾驶仪动态延迟的情形上,仿真结果表明,导弹自动驾驶仪为实际跟踪环节,目标做大机动逃逸时该制导方法仍具有良好的制导性能。 展开更多
关键词 导引律 攻击角度 自动驾驶仪 滑动模态控制 控制
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基于扩张状态观测器的SPMSM调速系统的滑模变结构反步控制 被引量:33
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作者 王礼鹏 张化光 +1 位作者 刘秀翀 侯利民 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期553-557,共5页
基于面贴式永磁同步电机(SPMSM)的数学模型,提出了反步控制与滑模变结构方法相结合的控制策略,增强了控制器的快速响应性和对外界扰动的抑制能力,滑模面中的积分作用可保证给定速度的无静差跟踪;同时设计了扩张状态观测器(ESO)以实时估... 基于面贴式永磁同步电机(SPMSM)的数学模型,提出了反步控制与滑模变结构方法相结合的控制策略,增强了控制器的快速响应性和对外界扰动的抑制能力,滑模面中的积分作用可保证给定速度的无静差跟踪;同时设计了扩张状态观测器(ESO)以实时估计控制系统的外界负载扰动,及时调整控制量,有效减小滑模变结构中的趋近率参数.理论分析及仿真结果验证了该控制方法的有效性. 展开更多
关键词 永磁同电机 控制 积分作用 滑模变结构 扩张状态观测器
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基于终端滑模负载观测器的永磁同步电机位置系统反步控制 被引量:28
3
作者 方一鸣 李智 +1 位作者 吴洋羊 于晓 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期105-111,共7页
针对永磁同步电机位置控制系统存在负载扰动情况下的控制精度低,响应速度慢的问题,提出了一种基于终端滑模负载观测器的反步控制方法。设计了基于非奇异终端滑模的负载观测器,使观测误差在有限时间内收敛,并将观测值动态补偿到控制器中... 针对永磁同步电机位置控制系统存在负载扰动情况下的控制精度低,响应速度慢的问题,提出了一种基于终端滑模负载观测器的反步控制方法。设计了基于非奇异终端滑模的负载观测器,使观测误差在有限时间内收敛,并将观测值动态补偿到控制器中,提高了系统的控制精度;基于非奇异终端滑模和反步法设计位置控制器,提高了系统状态的收敛速度,增强了系统的鲁棒性,通过Lyapunov稳定性判定法证明了系统的稳定性。仿真结果表明,设计的终端滑模负载观测器能够快速、准确地估计出负载转矩,位置控制器能有效实现系统位置的渐近跟踪。 展开更多
关键词 永磁同电机 位置控制系统 控制 终端滑模 负载观测器
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无人机飞行控制方法研究现状与发展 被引量:25
4
作者 李一波 李振 张晓东 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2011年第2期1-5,9,共6页
飞行控制的基本目的是改善飞机的稳定性和操纵性,从而提高执行任务的能力。结合近年来国内外的发展状况和一些主要的研究成果,首先对当前无人机飞行控制领域中的最新研究进行了概述,包括反馈线性化、反步控制、滑模变结构控制、非线性H... 飞行控制的基本目的是改善飞机的稳定性和操纵性,从而提高执行任务的能力。结合近年来国内外的发展状况和一些主要的研究成果,首先对当前无人机飞行控制领域中的最新研究进行了概述,包括反馈线性化、反步控制、滑模变结构控制、非线性H∞和μ综合鲁棒控制等非线性设计方法,分析了各自的特点,然后针对传统PID控制算法存在的诸多缺陷,介绍了几种在无人机飞行控制中常见的智能PID控制,最后分析总结了存在的问题及未来的发展方向。 展开更多
关键词 无人机 馈线性化 控制 滑模变结构控制 智能PID
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考虑参数和负载不确定性的内置式永磁同步电机自适应反步控制 被引量:22
5
作者 张兴华 唐其太 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期1509-1512,共4页
提出一种=0的内置式永磁同步电机的自适应反步控制方法.通过定义虚拟控制变量和选择适当的Lyapunov函数,导出系统控制律及参数自适应律.该方法能够根据自适应参数估计器实时估计出的负载转矩和定子电阻对控制输出进行动态校正,从而提高... 提出一种=0的内置式永磁同步电机的自适应反步控制方法.通过定义虚拟控制变量和选择适当的Lyapunov函数,导出系统控制律及参数自适应律.该方法能够根据自适应参数估计器实时估计出的负载转矩和定子电阻对控制输出进行动态校正,从而提高转速控制精度和系统的抗扰能力.仿真结果表明,系统能够快速跟踪参考转速,并对负载扰动和参数变化具有较强的鲁棒性. 展开更多
关键词 内置式永磁同电机 自适应参数估计 不确定性 控制
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四旋翼无人机抗干扰轨迹跟踪控制 被引量:19
6
作者 高俊山 段立勇 邓立为 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期379-386,共8页
针对四旋翼无人机轨迹跟踪过程中存在的参数不确定与外界干扰问题,设计一种双闭环自适应控制策略.为了降低控制器设计复杂度,根据四旋翼无人机系统的欠驱动特性将系统分成姿态内环和位置外环.在扰动观测器的基础上,利用积分型反步控制... 针对四旋翼无人机轨迹跟踪过程中存在的参数不确定与外界干扰问题,设计一种双闭环自适应控制策略.为了降低控制器设计复杂度,根据四旋翼无人机系统的欠驱动特性将系统分成姿态内环和位置外环.在扰动观测器的基础上,利用积分型反步控制算法完成无人机位置信息在外界干扰下的稳定跟踪控制.在扰动观测器的基础上,利用自适应滑模控制算法完成无人机姿态信息在参数不确定和外界干扰作用下的稳定跟踪控制.与传统PID控制和滑模控制进行仿真对比,验证所提出控制策略的优越性. 展开更多
关键词 扰动观测器 控制 自适应滑模控制 轨迹跟踪
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轮子打滑状态下全向移动机器人轨迹跟踪控制 被引量:19
7
作者 贾松敏 卢兴阳 +1 位作者 张祥银 张国梁 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期833-842,共10页
针对全向移动机器人轨迹跟踪控制中存在未知轮子打滑干扰问题,设计自抗扰反步控制器.首先,建立存在轮子打滑扰动的全向移动机器人的运动学模型;然后,融合自抗扰控制技术与反步控制技术,设计基于全向移动机器人运动学模型的轨迹跟踪控制... 针对全向移动机器人轨迹跟踪控制中存在未知轮子打滑干扰问题,设计自抗扰反步控制器.首先,建立存在轮子打滑扰动的全向移动机器人的运动学模型;然后,融合自抗扰控制技术与反步控制技术,设计基于全向移动机器人运动学模型的轨迹跟踪控制器,该控制器分别从纵向控制、横向控制及姿态控制上对打滑干扰进行实时估计与补偿;最后,利用Lyapunov定理分析闭环系统的稳定性并通过仿真实验验证了所提出控制算法的有效性和鲁棒性. 展开更多
关键词 全向移动机器人 自抗扰控制 控制 轮子打滑 运动学模型
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电液力伺服系统自适应抗扰控制研究 被引量:18
8
作者 李波 芮光超 +3 位作者 方磊 撒韫洁 汤裕 沈刚 《液压与气动》 北大核心 2019年第12期57-62,共6页
考虑到电液伺服系统中存有各种非线性因素、不确定干扰以及参数时变,为了提高干扰下电液力伺服系统的控制精度,以电液伺服振动实验台作为控制对象,构建其非线性模型,同时使用参数自适应率对不定参数进行补偿,并在反演控制器中引入滑模... 考虑到电液伺服系统中存有各种非线性因素、不确定干扰以及参数时变,为了提高干扰下电液力伺服系统的控制精度,以电液伺服振动实验台作为控制对象,构建其非线性模型,同时使用参数自适应率对不定参数进行补偿,并在反演控制器中引入滑模控制以降低系统的干扰敏感性,利用Lyapunov理论保证闭环系统的全局稳定。对设计的控制器进行实验,模拟在有未知外部位置干扰下的力控制,提升系统的稳定性。实验结果证明,此控制方法能够有效地提升电液力伺服系统的抗干扰跟踪性能。 展开更多
关键词 电液力伺服系统 自适应鲁棒控制 控制 扰动抑制
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运输机超低空重装空投纵向反步滑模控制研究 被引量:17
9
作者 杨雨 陆宇平 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2301-2312,共12页
分析了超低空重装空投的空投流程,针对超低空重装空投飞行高度低、空投对象质量大的特点,把空投对象的位置和移动速度作为状态变量对货物移动时飞机运动的非线性方程进行了研究,该方程能准确描述出牵引伞的拉力、空投对象在货舱内的实... 分析了超低空重装空投的空投流程,针对超低空重装空投飞行高度低、空投对象质量大的特点,把空投对象的位置和移动速度作为状态变量对货物移动时飞机运动的非线性方程进行了研究,该方程能准确描述出牵引伞的拉力、空投对象在货舱内的实时位置和移动速度对飞机姿态和高度的影响。同时,利用反馈线性化方法对模型进行输入输出线性化,并利用反步法与滑模控制相结合的方法,设计纵向滑模自适应控制器,解决了纵向不可参数化的不匹配不确定控制问题,实现了飞机在超低空重装空投时高度的稳定,保证飞机安全地完成超低空空投任务。 展开更多
关键词 超低空重装空投 飞行控制 馈线性化 控制 滑模控制
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非匹配不确定系统的自适应反步非奇异快速终端滑模控制 被引量:17
10
作者 李浩 窦丽华 苏中 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期1584-1587,1592,共5页
针对一类阶非匹配不确定系统,提出一种自适应反步非奇异快速终端滑模控制方法.控制的前n-1步采用自适应反步控制策略,消除非匹配不确定性的影响;最后一步利用误差的积分构造非奇异快速终端滑模面,设计控制律使系统第n个状态有限时间收敛... 针对一类阶非匹配不确定系统,提出一种自适应反步非奇异快速终端滑模控制方法.控制的前n-1步采用自适应反步控制策略,消除非匹配不确定性的影响;最后一步利用误差的积分构造非奇异快速终端滑模面,设计控制律使系统第n个状态有限时间收敛.该方法对系统中匹配和非匹配不确定项均具有鲁棒性,比自适应反步终端滑模方法具有更快的收敛速度.理论分析证明了闭环系统的稳定性,仿真结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 非奇异快速终端滑模控制 自适应控制 控制 非匹配不确定性
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基于递归神经网络的伺服系统自适应反步控制 被引量:14
11
作者 张鹏 李颖晖 肖蕾 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1475-1478,共4页
针对伺服系统的系统参数摄动和非线性动态摩擦补偿问题,提出基于递归神经网络(RNN)的自适应反步控制(RNABC)系统设计方法。RNABC系统由反步控制器和鲁棒控制器组成,反步控制器包含RNN不确定观测器,鲁棒控制器则用来消除由于引入不确定... 针对伺服系统的系统参数摄动和非线性动态摩擦补偿问题,提出基于递归神经网络(RNN)的自适应反步控制(RNABC)系统设计方法。RNABC系统由反步控制器和鲁棒控制器组成,反步控制器包含RNN不确定观测器,鲁棒控制器则用来消除由于引入不确定观测器而带来的逼近误差。由于自适应反步控制的自适应律源于Lyapunoy函数的,因此系统的稳定性得到了保证。仿真结果表明,对于系统参数摄动和非线性摩擦干扰RNABC能使伺服系统具有很好的跟踪性能。 展开更多
关键词 递归神经网络 自适应控制 控制 动态摩擦补偿 伺服系统
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输出误差约束下四旋翼无人机预定性能反步控制 被引量:15
12
作者 王芳 高雅丽 +1 位作者 张政 华长春 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1059-1068,共10页
针对外界干扰和输出误差约束条件下的四旋翼无人机的跟踪控制问题,提出预定性能反步跟踪控制策略.首先,将四旋翼无人机动力学模型转换为带有外界干扰的严反馈形式;然后,利用反步法设计控制器,通过引入障碍Lyapunov函数保证跟踪误差的预... 针对外界干扰和输出误差约束条件下的四旋翼无人机的跟踪控制问题,提出预定性能反步跟踪控制策略.首先,将四旋翼无人机动力学模型转换为带有外界干扰的严反馈形式;然后,利用反步法设计控制器,通过引入障碍Lyapunov函数保证跟踪误差的预定性能,设计干扰观测器对外界干扰进行估计,并通过滤波器估计姿态子系统中部分虚拟控制输入的导数;通过稳定性分析说明所设计的控制器可以保证跟踪误差的有界稳定性,且跟踪误差一直处于预设边界内;最后,通过仿真验证所设计控制策略的有效性. 展开更多
关键词 四旋翼无人机 输出误差约束 控制 干扰观测器 预定性能控制
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具有输入饱和的电液伺服系统反步位置跟踪控制 被引量:15
13
作者 石胜利 李建雄 方一鸣 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3369-3374,共6页
针对具有输入饱和的电液伺服系统,设计一种基于干扰观测器的反步位置跟踪控制器。利用干扰观测器对系统中由外部扰动、参数不确定等引起的未知复合干扰进行估计,同时利用跟踪微分器估计虚拟控制量的微分信号,有效降低控制器复杂性。基于... 针对具有输入饱和的电液伺服系统,设计一种基于干扰观测器的反步位置跟踪控制器。利用干扰观测器对系统中由外部扰动、参数不确定等引起的未知复合干扰进行估计,同时利用跟踪微分器估计虚拟控制量的微分信号,有效降低控制器复杂性。基于Lyapunov稳定性理论证明在所设计控制器的作用下,闭环系统所有信号一致最终有界。最后对某650 mm轧机电液伺服系统进行仿真,验证所提方法具有较好的跟踪性能。 展开更多
关键词 电液伺服系统 控制 输入饱和 干扰观测器
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带有负载转矩观测器的PMSM自适应反步控制 被引量:14
14
作者 张虎 朱晓虹 孙明山 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第4期17-21,共5页
针对永磁同步电机(PMSM)的非线性特点,引入了反步控制方法。该方法设计过程简单,且能够实现PMSM控制系统的完全解耦,控制效果明显优于传统的PI控制方法。考虑到在电机运行过程中电阻易受温度变化而改变阻值,提出了自适应方法与反步法相... 针对永磁同步电机(PMSM)的非线性特点,引入了反步控制方法。该方法设计过程简单,且能够实现PMSM控制系统的完全解耦,控制效果明显优于传统的PI控制方法。考虑到在电机运行过程中电阻易受温度变化而改变阻值,提出了自适应方法与反步法相结合的控制策略,克服了参数改变对系统稳定性能的影响。设计了一套负载转矩滑模观测器来降低负载实变对速度的影响,将辨识的转矩引入电流环控制中实现电流的前馈补偿。仿真结果表明,自适应反步控制与负载观测器相结合能够有效提高控制系统的动态响应速度,使系统具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同电机(PMSM) 控制 自适应控制 负载转矩观测器
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基于干扰观测器的高超音速飞行器鲁棒反步控制 被引量:14
15
作者 王首斌 王新民 +1 位作者 谢蓉 姚从潮 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期1507-1512,共6页
针对高超音速飞行器严格反馈不确定非线性MIMO系统,提出一种基于干扰观测器的鲁棒反步控制方法.该方法采用超扭曲算法设计干扰观测器以估计系统复合干扰,观测误差有限时间收敛.设计非线性反步控制律,引入鲁棒项使得系统满足干扰到性能... 针对高超音速飞行器严格反馈不确定非线性MIMO系统,提出一种基于干扰观测器的鲁棒反步控制方法.该方法采用超扭曲算法设计干扰观测器以估计系统复合干扰,观测误差有限时间收敛.设计非线性反步控制律,引入鲁棒项使得系统满足干扰到性能输出的2增益不超过设定的正实数,满足耗散不等式,使闭环系统跟踪误差一致最终有界稳定.仿真结果表明,所设计的控制律可以有效抑制系统复合干扰的影响,设计方法可行. 展开更多
关键词 高超音速飞行器 干扰观测器 超扭曲算法 L2增益 控制
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无刷直流电机转速伺服系统反步高阶滑模控制 被引量:13
16
作者 张庆超 马瑞卿 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期961-968,共8页
针对无刷直流电机转速伺服系统高性能非线性鲁棒控制,提出一种新型的多滑模反步高阶滑模非线性控制方法.在控制律设计的每一步都引入二阶滑模Super-Twisting算法,无需计算变量导数,消除了滑模抖振,并在第1级子系统虚拟控制律设计中提出... 针对无刷直流电机转速伺服系统高性能非线性鲁棒控制,提出一种新型的多滑模反步高阶滑模非线性控制方法.在控制律设计的每一步都引入二阶滑模Super-Twisting算法,无需计算变量导数,消除了滑模抖振,并在第1级子系统虚拟控制律设计中提出一种改进的二阶滑模Super-Twisting算法.与传统双闭环PI控制相比,能够令系统的动静态性能更好,转矩脉动更小,鲁棒性更强;与标准Super-Twisting算法相比,进一步提高了系统对阶跃负载扰动的抑制能力.最后通过仿真分析表明了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 无刷直流电机 高阶滑模控制 控制 非线性控制 鲁棒性
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伺服电机驱动连铸结晶器振动位移系统滑模控制 被引量:13
17
作者 刘乐 李智 +1 位作者 方一鸣 李建雄 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期101-108,共8页
针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在减速器齿轮间隙和偏心轴机械零位偏移等问题,提出了一种基于干扰观测器的反步滑模控制方法。首先,针对减速器齿轮间隙和偏心轴机械零位偏移等扰动不确定项以及负载扰动,采用干扰观测器... 针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在减速器齿轮间隙和偏心轴机械零位偏移等问题,提出了一种基于干扰观测器的反步滑模控制方法。首先,针对减速器齿轮间隙和偏心轴机械零位偏移等扰动不确定项以及负载扰动,采用干扰观测器对其构成的复合干扰进行逼近估计,使观测误差在有限时间收敛,并将观测值动态补偿到控制器中,提高了系统的控制精确度;其次,基于反步法完成位移系统动态滑模控制器的设计,提高了系统状态的收敛速度,增强了系统的鲁棒性。仿真结果表明,所设计的干扰观测器能够准确、快速的估计出系统存在的干扰及负载转矩,且位移控制系统能够实现位移的渐近跟踪控制。 展开更多
关键词 伺服电机 连铸结晶器 干扰观测器 控制 滑模控制
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基于改进反步法的四旋翼无人机轨迹跟踪控制 被引量:13
18
作者 周来宏 窦景欣 +1 位作者 张居乾 闻邦椿 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期66-70,共5页
四旋翼无人机是一个欠驱动、强耦合、高度不稳定的非线性系统.无人机系统的鲁棒性和抗干扰能力是飞行控制的关键问题.在经典反步控制(classical backstepping control,CBC)方法的基础上,增加了误差积分和饱和函数,设计了积分饱和反步控... 四旋翼无人机是一个欠驱动、强耦合、高度不稳定的非线性系统.无人机系统的鲁棒性和抗干扰能力是飞行控制的关键问题.在经典反步控制(classical backstepping control,CBC)方法的基础上,增加了误差积分和饱和函数,设计了积分饱和反步控制(integral saturation backstepping control,ISBC)策略,用于抵抗无人机飞行过程中受到的常值干扰和变值干扰.系统的稳定性由Lyapunov稳定性定理证明.在MATLAB/SIMULINK环境下做了轨迹跟踪仿真实验.仿真结果表明,相比CBC控制策略,ISBC控制策略对四旋翼无人机系统有更好的抗干扰能力和优越的鲁棒性. 展开更多
关键词 四旋翼无人机 控制 饱和函数 误差积分 轨迹跟踪
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飞翼无人机机动飞行非线性鲁棒控制方法 被引量:12
19
作者 李继广 陈欣 +1 位作者 李亚娟 张榕 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期89-98,共10页
针对飞翼布局无人机操纵能力不足的特点,提出了结合流体矢量(FTV-E)控制技术控制策略。设计了内环补偿器以消除系统不利的耦合项,外环控制器采用了反步跟踪算法,并采用粒子群优化(PSO)补偿器补偿各种扰动和不可建模的耦合项的控制方案,... 针对飞翼布局无人机操纵能力不足的特点,提出了结合流体矢量(FTV-E)控制技术控制策略。设计了内环补偿器以消除系统不利的耦合项,外环控制器采用了反步跟踪算法,并采用粒子群优化(PSO)补偿器补偿各种扰动和不可建模的耦合项的控制方案,证明了控制结构的稳定性。在传统反步控制方法的基础上,增加了内环补偿器。该内环补偿器保留了对飞行有利的气动阻尼项,降低外环控制器的保守性,方便工程实现。仿真结果显示,该控制方案是有效的。 展开更多
关键词 FTV-E控制 机动飞行 控制结构 输入线性化 控制 PSO补偿器
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考虑误差补偿的柔性关节机械臂命令滤波反步控制 被引量:12
20
作者 李鹏飞 张银河 +2 位作者 张蕾 王晓华 王文杰 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1693-1700,共8页
针对柔性关节机械臂在运动过程中易产生振动,使力和位置等控制精度难以保证等问题,提出了一种改进的命令滤波反步控制方法.首先,采用二阶命令滤波器得到反步控制方法中所需的虚拟控制函数及其导数,避免了对虚拟控制函数的多阶求导所导... 针对柔性关节机械臂在运动过程中易产生振动,使力和位置等控制精度难以保证等问题,提出了一种改进的命令滤波反步控制方法.首先,采用二阶命令滤波器得到反步控制方法中所需的虚拟控制函数及其导数,避免了对虚拟控制函数的多阶求导所导致的计算爆炸问题.随后,为了消除引入命令滤波器所产生的滤波误差,设计了滤波误差补偿机制,并基于李雅普诺夫稳定性理论证明了该策略可保证闭环跟踪误差系统的稳定性.最后,针对单关节柔性机械臂进行MATLAB仿真,证明了该方法的有效性.实验结果表明,加入滤波误差补偿后,跟踪精度提高了12.7%,滤波误差明显减少. 展开更多
关键词 柔性关节机械臂 命令滤波 控制 滤波误差补偿
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