欠驱动船舶的光滑时变指数镇定 被引量：13

1

作者 赵国良 韩冰 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期787-790,共4页

船舶水平面运动的欠驱动特性使船舶运动控制的研究具有了新的内涵．本文在船舶水平面运动的运动学及动力学模型基础上,将其演化为二阶系统方程组．针对其欠驱动的特性,借助微分同胚变换及控制输入变换将其转化为两个子系统,分别设计状... 船舶水平面运动的欠驱动特性使船舶运动控制的研究具有了新的内涵．本文在船舶水平面运动的运动学及动力学模型基础上,将其演化为二阶系统方程组．针对其欠驱动的特性,借助微分同胚变换及控制输入变换将其转化为两个子系统,分别设计状态反馈控制律,从而得到了原系统的具有指数收敛速率的时变光滑反馈镇定律,实现闭环系统所有状态全局指数收敛至平衡点．该方法可用于欠驱动船舶动力定位或自动泊位控制．最后的仿真试验验证表明本方法是有效的． 展开更多

关键词 欠驱动 船舶 微分同胚变换 指数镇定

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一类非线性直升机模型的滑模降阶控制器设计 被引量：9

2

作者 蒋沅 曾令武 代冀阳 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期330-338,共9页

针对带有交叉耦合的多输入CE150直升机模型,研究了一类多输入仿射非线性系统的控制设计问题,基于滑模变结构控制理论,采用了一种新的控制器设计方法:滑模降阶方法,即反复运用变结构控制理论,对一类高阶的仿射非线性系统,构造了合适的微... 针对带有交叉耦合的多输入CE150直升机模型,研究了一类多输入仿射非线性系统的控制设计问题,基于滑模变结构控制理论,采用了一种新的控制器设计方法:滑模降阶方法,即反复运用变结构控制理论,对一类高阶的仿射非线性系统,构造了合适的微分同胚变换函数,把初始高阶系统降至低阶系统,并构造了变结构控制律,再利用当前级和上一级控制输入的映射关系反推出初始系统的控制输入.通过CE150直升机模型仿真结果表明,该方法有效可行. 展开更多

关键词 CE150直升机模型 仿射非线性系统 滑模控制 滑模降阶 微分同胚变换

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基于高增益观测技术的高精度感应电机磁链观测器研究 被引量：9

3

作者 潘月斗 陈虎 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1495-1500,共6页

针对感应电机磁链观测的一般方法具有观测精度不高、使用的电机参数多、易受影响等问题,利用非线性微分同胚变换对感应电机强耦合非线性系统进行转化,提出一种基于高增益观测技术的感应电机磁链观测器.该观测器不需要满足状态能观的条... 针对感应电机磁链观测的一般方法具有观测精度不高、使用的电机参数多、易受影响等问题,利用非线性微分同胚变换对感应电机强耦合非线性系统进行转化,提出一种基于高增益观测技术的感应电机磁链观测器.该观测器不需要满足状态能观的条件且计算量小,通过调节增益能够达到任意精度误差.对非线性规范型的高增益观测器进行了稳定性分析,证明了收敛性.仿真和实验结果验证了该观测器的高观测精度和所提方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 微分同胚变换 高增益观测器 矢量控制 磁链观测

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弓网接触力反馈线性化控制 被引量：8

4

作者 时光 陈忠华 +2 位作者 郭凤仪 刘健辰 王智勇 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期85-91,共7页

通过扩展状态变量得到受电弓的非线性模型,利用非线性系统的微分几何理论,构造微分同胚变换和状态反馈表达式,得到了受电弓线性化模型,设计反馈控制律解决弓网接触力的跟踪问题,并证明了内状态的一致最终有界性,考虑弓头易受干扰问题,... 通过扩展状态变量得到受电弓的非线性模型,利用非线性系统的微分几何理论,构造微分同胚变换和状态反馈表达式,得到了受电弓线性化模型,设计反馈控制律解决弓网接触力的跟踪问题,并证明了内状态的一致最终有界性,考虑弓头易受干扰问题,采用非线性干扰观测器补偿反馈控制律.研究对比表明,所提出的基于干扰观测器的反馈线性化控制策略能有效解决弓网接触力的跟踪问题,同时克服了反馈线性化控制依赖于精确模型的缺点,为一定工况下弓网最优接触力的跟踪控制提供可行方案. 展开更多

关键词 受电弓 微分同胚变换 非线性干扰观测器 反馈线性化

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非线性随机系统解耦问题:微分几何方法

5

作者 伏玉笋 田作华 施颂椒 《应用科学学报》 CAS CSCD 2002年第3期272-274,共3页

研究了非线性随机系统的解耦问题 .结果表明 :非线性随机系统的解耦问题可解 ,当且仅当与其对应的确定性系统解耦问题可解 .由此给出了非线性随机系统解耦问题可解的充要条件 .

关键词 非线性随机系统 解耦 微分几何方法 充要条件 非线性控制系统 微分同胚变换

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基于微分同胚变换的智慧交通锥反步编队控制

6

作者 张佳乐 焦生杰 +1 位作者 王玥琳 易小刚 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期723-733,共11页

为解决智慧交通锥的摆放和回收,对于一类装有标准交通锥模型的移动机器人,提出了一种基于微分同胚变换的反步编队控制方法。根据编队摆放和回收条件,将反步技术应用于智慧交通锥的动态误差方程中;用构造Lyapunov函数,设计了系统的控制... 为解决智慧交通锥的摆放和回收,对于一类装有标准交通锥模型的移动机器人,提出了一种基于微分同胚变换的反步编队控制方法。根据编队摆放和回收条件,将反步技术应用于智慧交通锥的动态误差方程中;用构造Lyapunov函数,设计了系统的控制量。将微分同胚变换与传统的反步方法相结合,解决控制输入限制的问题。用Matlab仿真和机器人操作系统(ROS)实验平台进行了仿真与实验验证。结果表明:本控制方法智慧交通锥的线速度为-0.5~0.5 m/s,角速度为-0.5~0.5rad/s;编队距离误差均收敛到小于10 cm。相较于传统的反步编队控制方法,该文的反步编队控制方法可以更有效地控制智慧锥的线速度和角速度,使其稳定在规定范围内且变化平缓,能够保证智慧锥线速度和角速度的有界性,实现了斜线摆放以及回收工况下的编队控制。 展开更多

关键词 公路交通 道路养护 智慧交通锥 微分同胚变换 反步编队控制方法 MATLAB仿真 机器人操作系统(ROS)平台

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一类高振荡积分的快速数值方法 被引量：2

7

作者 李松华 郭涛 符江鹏 《湖南理工学院学报（自然科学版）》 CAS 2013年第1期18-21,共4页

基于微分同胚变换,得到了一类高振荡积分的一种非常有效的Filon型数值方法,并研究了该数值方法的收敛性,数值例子表明该数值方法非常有效.

关键词 高振荡积分 Filon法 微分同胚变换

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仿射非线性奇异系统的参数自适应控制 被引量：1

8

作者 杨冬梅 王小芳 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-3,12,共4页

研究了一类含有未知参数的仿射非线性奇异系统的自适应控制问题.首先利用Lie导数及Lie括号,对仿射非线性奇异系统进行微分同胚变换,将非线性系统转化为一般线性奇异系统形式;然后基于参数自适应控制方法并结合线性矩阵不等式方法和Lyapu... 研究了一类含有未知参数的仿射非线性奇异系统的自适应控制问题.首先利用Lie导数及Lie括号,对仿射非线性奇异系统进行微分同胚变换,将非线性系统转化为一般线性奇异系统形式;然后基于参数自适应控制方法并结合线性矩阵不等式方法和Lyapunov稳定性理论,设计了自适应调节器方案,并给出系统在自适应调节器方案的作用下,系统在平衡点渐近稳定,参数渐近收敛的充分条件;最后给出数值算例,利用Matlab进行仿真,仿真结果证实了理论结果的有效性和可行性. 展开更多

关键词 仿射非线性奇异系统 参数自适应控制 微分同胚变换 线性矩阵不等式(LMI)方法 LYAPUNOV稳定性理论

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一类非线性仿射系统的滑模降阶控制器设计

9

作者 蒋沅 曾令武 赵文龙 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期476-480,共5页

针对一类非线性仿射系统的控制器设计问题,基于滑模变结构控制理论,提出一种新的控制器设计方法:滑模降阶方法.首先反复运用变结构控制理论对一类n阶的仿射非线性系统构造n-1个微分同胚变换函数和n-1个滑动流形,将初始系统降至一阶系统... 针对一类非线性仿射系统的控制器设计问题,基于滑模变结构控制理论,提出一种新的控制器设计方法:滑模降阶方法.首先反复运用变结构控制理论对一类n阶的仿射非线性系统构造n-1个微分同胚变换函数和n-1个滑动流形,将初始系统降至一阶系统,并给出了变结构控制律;然后利用当前级与上一级控制输入的映射关系进行n-1次反推运算,即可得到初始系统的控制输入;最后通过仿真算例表明了所提出方法的有效性和可行性. 展开更多

关键词 仿射非线性系统 滑模控制 滑模降阶 微分同胚变换 反推运算

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一种感应电机的状态变量及关键参数在线观测方法

10

作者 潘月斗 郭凯 陈虎 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期727-733,共7页

针对感应电机定转子电阻、磁链、负载力矩等关键参数在电动机运行过程中会产生较大变化,对其精确控制产生不利的影响,提出一种在线观测方法,将感应电机强耦合系统数学模型通过非线性微分同胚变换转化为非线性规范型,并设计一种高增益观... 针对感应电机定转子电阻、磁链、负载力矩等关键参数在电动机运行过程中会产生较大变化,对其精确控制产生不利的影响,提出一种在线观测方法,将感应电机强耦合系统数学模型通过非线性微分同胚变换转化为非线性规范型,并设计一种高增益观测器(HGO).该观测方法不要求系统能观,而且鲁棒性好,计算量小,通过对观测器增益参数的调节能够使观测误差达到任意精度.仿真及实验结果表明,所设计的观测器具有更高的观测精度,并且具有较强的鲁棒性. 展开更多

关键词 感应电机 状态观测器 微分同胚变换 非线性 鲁棒性

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结合Broyden族算法和微分同胚变换的图像自动配准方法

11

作者 倪冬冬 贾振红 +2 位作者 覃锡忠 杨杰 Nikola Kasabov 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期42-44,49,共4页

本文采用微分同胚变换预处理图像,得到初始化形变场,提高对形变图像的配准精度;采用Broyden族算法优化能量函数,自动确定迭代次数,提高优化效率;基于Demons算法思想引入图像梯度灰度场相似量构造能量函数,提高灰度信息少的图像配准精度... 本文采用微分同胚变换预处理图像,得到初始化形变场,提高对形变图像的配准精度;采用Broyden族算法优化能量函数,自动确定迭代次数,提高优化效率;基于Demons算法思想引入图像梯度灰度场相似量构造能量函数,提高灰度信息少的图像配准精度。实验证明,本文算法配准精度优于改进的Demons算法,尤其在配准大形变图像时,本文算法配准精度高的优势更加明显。 展开更多

关键词 Broyden族算法 微分同胚变换 图像自动配准

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基于微分同胚变换的路径规划方法──可行图法

12

作者 程辉 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 1995年第2期164-174,共11页

本文提出一种基于微分同胚拓扑变换的路径规划方法──可行图法．该方法通过对姿态空间的变换，消除障碍对路径规划的不利影响．对任给初始点和目标点都能利用简单的规划方法迅速完成路径规划，且所得路径有相当的光滑性和优化性．并在... 本文提出一种基于微分同胚拓扑变换的路径规划方法──可行图法．该方法通过对姿态空间的变换，消除障碍对路径规划的不利影响．对任给初始点和目标点都能利用简单的规划方法迅速完成路径规划，且所得路径有相当的光滑性和优化性．并在球形空间给出了具体的拓扑变换，证明了该方法的正确性．该方法几何意义、概率意义明确，计算复杂度低，易于在线实现，对三维和三维以上姿态空间均有效． 展开更多

关键词 路径规划 微分同胚变换 可行图 机器人 姿态空间

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非完全对称欠驱动高速无人艇轨迹跟踪控制 被引量：13

13

作者 万磊 董早鹏 +1 位作者 李岳明 何斌 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期95-103,共9页

研究一类非完全对称欠驱动无人艇的轨迹跟踪控制问题,考虑系统阻尼系数矩阵和惯性系数矩阵非对角线元素存在非零项,且阻尼系数随着航速变化的情况,首先通过两次全局微分同胚变换将系统矩阵变换为级联系统的形式,使控制模型得以简化;然... 研究一类非完全对称欠驱动无人艇的轨迹跟踪控制问题,考虑系统阻尼系数矩阵和惯性系数矩阵非对角线元素存在非零项,且阻尼系数随着航速变化的情况,首先通过两次全局微分同胚变换将系统矩阵变换为级联系统的形式,使控制模型得以简化;然后基于简化后的模型构建轨迹跟踪误差模型,将轨迹跟踪问题转化为误差的镇定问题,同时基于级联系统理论和Lyapunov直接法设计了误差镇定控制器,该控制器能够实现非完全对称欠驱动高速无人艇的任意参考轨迹的跟踪控制,包括原点的镇定控制。最后通过仿真实验验证了所设计控制器的有效性。 展开更多

关键词 非完全对称 高速无人艇 轨迹跟踪 欠驱动控制 全局微分同胚变换 级联系统

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非完全对称欠驱动无人艇的自适应滑模轨迹跟踪控制 被引量：2

14

作者 钟雨轩 翁磊 梁旭 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第9期92-98,共7页

本文研究了一类非完全对称欠驱动无人艇的轨迹跟踪控制问题,考虑无人艇系统惯性矩阵与阻尼矩阵的非对称项,首先通过采用全局微分同胚变换简化模型;其次在简化后的模型上将轨迹跟踪问题转变为跟踪误差镇定问题;接着利用自适应滑模方法和... 本文研究了一类非完全对称欠驱动无人艇的轨迹跟踪控制问题,考虑无人艇系统惯性矩阵与阻尼矩阵的非对称项,首先通过采用全局微分同胚变换简化模型;其次在简化后的模型上将轨迹跟踪问题转变为跟踪误差镇定问题;接着利用自适应滑模方法和李雅普诺夫直接法设计出误差镇定控制器,该控制器能够实现非完全对称欠驱动无人艇对直线轨迹和曲线轨迹的跟踪;最后通过仿真实验验证了控制器的有效性。 展开更多

关键词 非完全对称 欠驱动控制 轨迹跟踪 自适应滑模 全局微分同胚变换

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无人两栖平台水上轨迹跟踪控制策略

15

作者 迟宝山 华玉龙 +2 位作者 孙伟 郭晓林 刘国强 《装甲兵工程学院学报》 2016年第3期54-58,共5页

为了实现无人两栖平台水上行驶的高可靠性和机动性,研究了其水上轨迹跟踪控制问题。首先对无人两栖平台平面三自由度模型进行全局微分同胚变换,得到了2个相互级联的子系统;然后应用级联系统理论将无人两栖平台的轨迹跟踪控制问题简化为... 为了实现无人两栖平台水上行驶的高可靠性和机动性,研究了其水上轨迹跟踪控制问题。首先对无人两栖平台平面三自由度模型进行全局微分同胚变换,得到了2个相互级联的子系统;然后应用级联系统理论将无人两栖平台的轨迹跟踪控制问题简化为单个子系统的渐近收敛控制问题,并且基于反步滑模控制理论,应用Lyapunov直接法设计了子系统的渐近收敛控制器。最后,对控制策略进行了仿真验证,结果表明:全局微分同胚变换以及级联系统分析正确有效,子系统的渐近收敛控制器可有效实现无人两栖平台对预定参考轨迹的稳定跟踪。 展开更多

关键词 无人两栖平台 全局微分同胚变换 级联系统理论 反步滑模控制 轨迹跟踪

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非完全对称无人两栖平台轨迹跟踪及仿真

16

作者 华玉龙 葛晓明 +1 位作者 孙伟 郭晓林 《计算机仿真》 北大核心 2017年第4期5-10,共6页

为了实现非完全对称无人两栖平台水上工况的高可靠性和机动性,研究了轨迹跟踪控制问题。考虑到阻尼系数矩阵和惯性系数矩阵非对角线元素存在非零项,首先对无人两栖平台原数学模型进行两次全局微分同胚变换,得到2个相互级联的子系统。然... 为了实现非完全对称无人两栖平台水上工况的高可靠性和机动性,研究了轨迹跟踪控制问题。考虑到阻尼系数矩阵和惯性系数矩阵非对角线元素存在非零项,首先对无人两栖平台原数学模型进行两次全局微分同胚变换,得到2个相互级联的子系统。然后采用此级联系统构造误差模型,将轨迹跟踪问题转化为误差镇定问题,并且根据反步滑模控制理论,应用Lyapunov直接法设计了误差镇定控制器。最后通过仿真验证了控制器的有效性,结果表明,全局微分同胚变换以及级联系统分析正确有效,误差镇定控制器可有效实现非完全对称无人两栖平台对直线和曲线轨迹的稳定跟踪。 展开更多

关键词 非完全对称无人两栖平台 全局微分同胚变换 级联系统理论 反步滑模控制 轨迹跟踪

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基于非线性干扰观测器的无人平台有限时间镇定控制

17

作者 华玉龙 任华林 +2 位作者 孙伟 郭晓林 迟宝山 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期824-829,共6页

研究了存在模型不确定性和外界干扰工况下的非完全对称无人平台有限时间镇定控制问题.考虑模型参数矩阵的非对角线元素存在非零项,仅通过一次微分同胚变换即将原模型化为级联系统形式,简化了计算步骤;基于此级联系统借助终端滑模和反步... 研究了存在模型不确定性和外界干扰工况下的非完全对称无人平台有限时间镇定控制问题.考虑模型参数矩阵的非对角线元素存在非零项,仅通过一次微分同胚变换即将原模型化为级联系统形式,简化了计算步骤;基于此级联系统借助终端滑模和反步控制方法设计了有限时间收敛控制器,解决了传统反步滑模控制器收敛速度缓慢的问题;通过引入1阶低通滤波器,对镇定控制器结构进行了优化,避免了执行器陷入"饱和";基于非线性干扰观测器对外界干扰及系统不确定性进行平滑估计和补偿,无需明确知道估计误差的上界即有效提高了控制器的鲁棒性.最后基于Lyapunov理论证明了闭环系统具有均方意义稳定性并进行了数值仿真,仿真结果验证了控制器的有效性和鲁棒性. 展开更多

关键词 非完全对称无人平台 有限时间镇定控制 全局微分同胚变换 终端滑模控制 非线性干扰观测器

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基于恒定动量矢量的快速大形变微分同胚非刚体标记点集匹配算法 被引量：2

18

作者 赵键 鲁敏 张军 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1714-1722,共9页

目前经典的基于微分同胚非刚体变换的标记点匹配算法虽然克服了以往非微分同胚变换方法不能处理大形变非刚体变换的问题,但是普遍存在时空复杂度较高,算法收敛速度较慢以及匹配精确性和变换光滑性不能兼顾等问题.针对这些问题,本文提出... 目前经典的基于微分同胚非刚体变换的标记点匹配算法虽然克服了以往非微分同胚变换方法不能处理大形变非刚体变换的问题,但是普遍存在时空复杂度较高,算法收敛速度较慢以及匹配精确性和变换光滑性不能兼顾等问题.针对这些问题,本文提出了一种新的基于恒定动量矢量的快速大形变微分同胚非刚体标记点集匹配算法,该方法利用拉格朗日坐标系下的恒定动量矢量以及时间依赖的多尺度再生核来构造速度矢量场,然后采用基于规则化控制参数的确定性退火机制来搜索最优动量矢量,从而得到最终的微分同胚变换形变场.最后实验验证了本文所提新算法能使匹配的精确性和变换的光滑性达到较好的平衡兼顾,而且也较大程度地降低了算法的时间复杂度以及空间复杂度. 展开更多

关键词 大形变微分同胚非刚体变换 标记点集匹配 拉格朗日坐标 恒定动量矢量 多尺度再生核 确定性退火

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