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受油机指定时间姿态稳定控制 被引量:6
1
作者 吴慈航 闫建国 +2 位作者 钱先云 郭一鸣 屈耀红 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期368-376,共9页
针对空中加油任务受油阶段受油机姿态稳定的需求,考虑受油机时变转动惯量、不确定转动惯量和风干扰的影响,提出了一种受油机指定时间姿态稳定控制策略。首先,建立了含时变转动惯量、内部不确定性和外部扰动下的受油机姿态动力学和运动... 针对空中加油任务受油阶段受油机姿态稳定的需求,考虑受油机时变转动惯量、不确定转动惯量和风干扰的影响,提出了一种受油机指定时间姿态稳定控制策略。首先,建立了含时变转动惯量、内部不确定性和外部扰动下的受油机姿态动力学和运动学模型;其次,为了提高姿态稳定的快速性和确定性,使用指定时间稳定理论作为基础,设计了受油机姿态稳定鲁棒滑模控制器。与现有受油机控制策略相比,所提出的控制器优势在于可确保受油机在指定的时间内实现姿态稳定。同时,收敛时间显式存在于控制器参数中,设计者可根据任务需求和执行机构的物理限制,在允许的范围内自由调控。李雅普诺夫稳定性分析和数字仿真结果表明,该控制策略具有良好的控制性能,可实现指定时间稳定。 展开更多
关键词 指定时间稳定性 滑模控制 空中加油 受油机 姿态稳定
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基于输入饱和的欠驱动水面舰艇预定义时间跟踪控制 被引量:1
2
作者 黄秀颖 刘海涛 田雪虹 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期98-110,共13页
[目的]为解决欠驱动水面舰艇(USV)在模型不确定性、强耦合特性和控制器输入饱和情况下的轨迹跟踪问题,提出基于输入饱和的USV预定义时间跟踪控制方法。[方法]针对USV模型具有非零对角项和强耦合特性问题,引入坐标变换,将系统模型转变为... [目的]为解决欠驱动水面舰艇(USV)在模型不确定性、强耦合特性和控制器输入饱和情况下的轨迹跟踪问题,提出基于输入饱和的USV预定义时间跟踪控制方法。[方法]针对USV模型具有非零对角项和强耦合特性问题,引入坐标变换,将系统模型转变为斜对角形式;将预定义时间性能函数与障碍Lyapunov函数(BLF)结合,保证瞬态和稳态的跟踪性能;利用自组织神经网络(SSNN)降低未知外部环境扰动和复杂的连续未知非线性项以及输入饱和产生的影响,以保证控制系统的跟踪精度,并且在线调整优化SSNN的神经元数目,减少控制系统的计算负担。[结果]基于Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统在预定义时间内是有界稳定的,跟踪误差始终保持在约束范围内。[结论]仿真结果表明,所提控制策略是有效的,其具有良好的跟踪性能。 展开更多
关键词 欠驱动水面舰艇 预定义时间性能函数 障碍Lyapunov函数 自组织神经网络 输入饱和 预定义时间控制
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Neural network based adaptive nonsingular practical predefined-time fault-tolerant control for hypersonic morphing aircraft 被引量:1
3
作者 Shihao XU Changzhu WEI +1 位作者 Litao ZHANG Rongjun MU 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第4期421-435,共15页
This paper develops a novel Neural Network(NN)-based adaptive nonsingular practical predefined-time controller for the hypersonic morphing aircraft subject to actuator faults. Firstly, a novel Lyapunov criterion of pr... This paper develops a novel Neural Network(NN)-based adaptive nonsingular practical predefined-time controller for the hypersonic morphing aircraft subject to actuator faults. Firstly, a novel Lyapunov criterion of practical predefined-time stability is established. Following the proposed criterion, a tangent function based nonsingular predefined-time sliding manifold and the control strategy are developed. Secondly, the radial basis function NN with a low-complexity adaptation mechanism is incorporated into the controller to tackle the actuator faults and uncertainties. Thirdly, rigorous theoretical proof reveals that the attitude tracking errors can converge to a small region around the origin within a predefined time, while all signals in the closed-loop system remain bounded. Finally, numerical simulation results are presented to verify the effectiveness and improved performance of the proposed control scheme. 展开更多
关键词 Hypersonic morphing aircraft(HMA) Neural network(NN) Adaptive control Practical predefined-time control Fault-tolerant control
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基于学习观测器的航天器指定时间跟踪控制 被引量:1
4
作者 曹腾 龚华军 +1 位作者 薛艺璇 肖慧雨诺 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期519-526,共8页
针对一类含有外部扰动和执行器故障的刚体航天器姿态控制系统,提出一种基于自适应学习观测器的指定时间容错控制器的设计方案.首先,系统性地给出一种改进型自适应学习观测器设计方案,基于自适应学习观测器框架,设计航天器姿态系统的学... 针对一类含有外部扰动和执行器故障的刚体航天器姿态控制系统,提出一种基于自适应学习观测器的指定时间容错控制器的设计方案.首先,系统性地给出一种改进型自适应学习观测器设计方案,基于自适应学习观测器框架,设计航天器姿态系统的学习观测器实现对系统的综合扰动值估计;然后,利用综合扰动的估计信息和滑模控制理论设计指定时间容错跟踪控制器,使得系统的姿态角能够在指定时间跟踪指令信号,系统的收敛时间可通过容错控制器的参数预先设置,且与系统的初始状态值无关;接着,基于Lyapunov稳定性理论验证含有故障的姿态控制系统能够在指定时间内稳定;最后,通过数值仿真,与已有的观测器和有限时间控制方案进行对比,表明所提出方案的有效性和可行性. 展开更多
关键词 航天器 姿态控制 自适应 学习观测器 容错控制 指定时间控制
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基于预定义时间的四旋翼滑模控制 被引量:1
5
作者 刘浩 黄山 涂海燕 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1665-1674,共10页
针对四旋翼位置环和姿态环的控制问题,使得四旋翼位姿能够在预定时间内稳定,提出一种基于预定义时间滑模控制算法的位姿控制器。该控制器通过对四旋翼位置环和姿态环2个环节的控制,使得四旋翼的位姿能够在预定时间内稳定。理论推导及数... 针对四旋翼位置环和姿态环的控制问题,使得四旋翼位姿能够在预定时间内稳定,提出一种基于预定义时间滑模控制算法的位姿控制器。该控制器通过对四旋翼位置环和姿态环2个环节的控制,使得四旋翼的位姿能够在预定时间内稳定。理论推导及数值仿真表明:所提算法具有正确性;仿真结果表明:应用所提控制器的四旋翼的位置和姿态能够在预定时间内达到稳定。 展开更多
关键词 四旋翼 预定义时间稳定 滑模控制 位置控制 姿态控制
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柔性航天器预设性能及时间自抗扰姿轨跟踪控制 被引量:4
6
作者 曹芊 贾庆贤 +3 位作者 李化义 马晨 何文韬 张迎春 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期99-109,共11页
针对柔性航天器的姿轨机动及跟踪控制问题,首先基于模块化的多体动力学建模方法在SE(3)框架下建立柔性航天器的姿-轨-结构一体化动力学模型,其中航天器的位置、姿态使用李群SE(3)上的指数坐标来描述,然后进一步推导其相对动力学模型。... 针对柔性航天器的姿轨机动及跟踪控制问题,首先基于模块化的多体动力学建模方法在SE(3)框架下建立柔性航天器的姿-轨-结构一体化动力学模型,其中航天器的位置、姿态使用李群SE(3)上的指数坐标来描述,然后进一步推导其相对动力学模型。在此基础上提出一种基于预定义性能及时间的积分滑模跟踪控制方法,通过引入预定义时间扰动观测器估计柔性附件弹性振动及空间环境的扰动,并在控制律中加入扰动估计结果的前馈补偿项,通过Lyapunov理论证明了系统的闭环稳定性和跟踪误差收敛性。该算法通过对状态误差的实时监测来调整执行器的输出,使控制器在系统存在柔性振动及空间环境干扰的情况下仍可实现高精度的姿轨跟踪。将其应用至柔性航天器姿轨跟踪系统中,仿真结果表明了该控制方案的有效性和实用性。 展开更多
关键词 柔性航天器 姿-轨-结构动力学 李群SE(3) 预设性能控制 预定义时间控制
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Buck型变换器预设时间自适应反演控制 被引量:1
7
作者 陈强 王满意 南余荣 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第3期302-311,共10页
针对存在负载变化和外界干扰的Buck型变换器系统,提出一种预设时间自适应反演控制方法,给出系统调节时间最小上界值与控制参数的直接关系,减少调参复杂度。构造二次分式型虚拟控制器,避免虚拟控制器微分引起的奇异性问题,并确保输出电... 针对存在负载变化和外界干扰的Buck型变换器系统,提出一种预设时间自适应反演控制方法,给出系统调节时间最小上界值与控制参数的直接关系,减少调参复杂度。构造二次分式型虚拟控制器,避免虚拟控制器微分引起的奇异性问题,并确保输出电压在预设时间内收敛至参考电压附近邻域。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 预设时间 自适应控制 反演控制 二次分式型 虚拟控制器
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机械臂预定时间重复学习控制 被引量:1
8
作者 李亚倩 陈强 +2 位作者 施卉辉 张智皓 陈鹏 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期3719-3726,共8页
为实现不确定机械臂系统快速和高精度跟踪控制性能,提出一种基于反演算法的预定时间重复学习控制策略.通过构造非奇异预定时间虚拟控制器,有效避免传统有限时间反演控制中由虚拟控制器微分引起的奇异性问题,确保机械臂角位置跟踪误差在... 为实现不确定机械臂系统快速和高精度跟踪控制性能,提出一种基于反演算法的预定时间重复学习控制策略.通过构造非奇异预定时间虚拟控制器,有效避免传统有限时间反演控制中由虚拟控制器微分引起的奇异性问题,确保机械臂角位置跟踪误差在预定时间内收敛至原点附近邻域内.在此基础上,根据期望轨迹的周期特性,将机械臂系统的集总不确定划分为周期不确定和非周期不确定两部分,并构造全限幅重复学习更新律以准确估计和补偿周期不确定部分.同时,设计鲁棒控制律并引入终端吸引,补偿包括外部干扰在内的非周期不确定部分,实现机械臂角位置对周期性期望轨迹的高精度跟踪.最后,基于Lyapunov定理证明闭环系统稳定性和分析跟踪误差收敛性,并通过仿真结果验证所提出控制方法的有效性. 展开更多
关键词 机械臂 预定时间控制 重复学习律 反演递推算法 周期不确定 跟踪控制
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VTHL运载器再入返回预设时间滑模控制 被引量:4
9
作者 徐世昊 关英姿 +1 位作者 浦甲伦 韦常柱 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期149-162,共14页
针对模型参数不确定和存在外部干扰的垂直起飞水平着陆(VTHL)可重复使用运载器再入返回姿态跟踪控制问题,提出一种新型预设时间滑模控制方法,使姿态控制误差收敛时间上界与再入初始状态无关且可预先设定。首先基于反正切函数设计预设时... 针对模型参数不确定和存在外部干扰的垂直起飞水平着陆(VTHL)可重复使用运载器再入返回姿态跟踪控制问题,提出一种新型预设时间滑模控制方法,使姿态控制误差收敛时间上界与再入初始状态无关且可预先设定。首先基于反正切函数设计预设时间非奇异滑模面,状态量在滑模面可在预设时间内收敛;其次预设时间滑模控制律,引入正弦补偿函数避免控制量出现奇异,以保证滑动模态在预设时间内到达;为提高控制系统鲁棒性并减弱抖振,采用预设时间扩张状态观测器对扰动进行估计和补偿;最后基于Lyapunov理论,证明了控制律可使姿态控制误差在预设时间内收敛;通过数值仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 垂直起飞水平着陆(VTHL)运载器 再入返回 预设时间控制 滑模控制 扩张状态观测器
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压电快反镜的预定时间自适应滑模控制
10
作者 马海峰 覃笑阳 +2 位作者 张喜庆 李勇 张端光 《电子机械工程》 2024年第5期80-85,共6页
针对压电快反镜系统(Piezoelectric Fast Steering Mirror,PFSM)在跟踪过程中由自身压电磁滞和外界环境所引起的不确定干扰问题,文中提出了一种创新的预定时间自适应滑模控制器。此控制器使用障碍函数设计自适应律,并引入了预定时间的概... 针对压电快反镜系统(Piezoelectric Fast Steering Mirror,PFSM)在跟踪过程中由自身压电磁滞和外界环境所引起的不确定干扰问题,文中提出了一种创新的预定时间自适应滑模控制器。此控制器使用障碍函数设计自适应律,并引入了预定时间的概念,以确保系统的响应更加灵活和高效。在保证控制系统状态的收敛时间小于预定时间上界的基础上,该控制策略还可通过障碍函数将滑模变量的收敛范围限制在一个微小的邻域内。文中利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统的稳定性。最后,通过数值仿真验证了所设计控制器的有效性。结果表明:该控制器在提升PSFM性能、缩短跟踪时间以及提高精度方面具有显著优势。 展开更多
关键词 预定时间控制 自适应控制 滑模控制
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A Practical Predefined-Time Stability Criterion and Its Application to Uncertain Nonlinear Systems
11
作者 XU Hao YU Dengxiu +2 位作者 SUI Shuai XU Bowen CHEN C.L.Philip 《Journal of Systems Science & Complexity》 SCIE EI CSCD 2024年第6期2556-2578,共23页
In this paper,the singularity-free predefined-time fuzzy adaptive tracking control problem is studied for non-strict feedback(NSF)nonlinear systems considering mismatched external disturbances.An innovative practical ... In this paper,the singularity-free predefined-time fuzzy adaptive tracking control problem is studied for non-strict feedback(NSF)nonlinear systems considering mismatched external disturbances.An innovative practical predefined-time stability(PPTS)criterion is proposed to provide the theoretical basis for subsequent control design.Compared to the existing predefined-time stability(PTS)criterion,this criterion has a broader application range and can solve the control design issues of nonlinear systems with system uncertainties.Fuzzy logic systems(FLSs)are employed to identify unknown nonlinear functions.Based on the backstepping control technology,a singularity-free predefined-time control(PTC)design method is proposed,in which the hyperbolic tangent function is utilized to avoid the singular problem,and the nature of fuzzy basis function is adopted to resolve the algebraic loop problem.The PPTS of the closed-loop NSF nonlinear system is proven with the Lyapunov theory and the proposed PPTS criterion.Ultimately,the efficiency of the presented PTC design method is verified by several sets of simulations on a single link manipulator system. 展开更多
关键词 Fuzzy adaptive control nonlinear systems practical predefined-time stability predefinedtime control singularity-free control
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基于SGCMGs的挠性航天器预定时间滑模姿态机动控制
12
作者 王璐 郭健 刘辽雪 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期586-595,共10页
针对挠性航天器中存在的外部时变干扰影响因素,提出了一种预定时间滑模姿态控制方法。设计自适应律估计未知干扰上界,并在控制器中对其进行补偿,以抑制外部干扰对系统的不利影响。同时,在挠性航天器姿态机动控制方案设计和稳定性分析过... 针对挠性航天器中存在的外部时变干扰影响因素,提出了一种预定时间滑模姿态控制方法。设计自适应律估计未知干扰上界,并在控制器中对其进行补偿,以抑制外部干扰对系统的不利影响。同时,在挠性航天器姿态机动控制方案设计和稳定性分析过程中,引入对执行机构单框架控制力矩陀螺群(SGCMGs)动力学因素的分析,相对于已有方案更贴合实际应用。进一步地,该文采用Lyapunov理论证明了系统实际预定时间稳定。仿真结果可得,该文控制方案可使系统获得较高稳态精度,并可实现姿态快速机动。 展开更多
关键词 挠性航天器 预定时间控制 自适应控制 干扰不确定性
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轮式移动机器人预定时间领导跟随一致性控制
13
作者 马小陆 谭毅波 +2 位作者 梅宏 张睿 吴明 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2024年第1期58-70,共13页
研究了轮式移动机器人的领导跟随一致性问题,提出了预定时间一致性控制算法。首先,在有向图下,为每个跟随者提出一个分布式观测器,使其在预定时间内估计领导者状态。其次,基于观测器和构造的双幂次趋近律、非线性流形,设计了一种新的控... 研究了轮式移动机器人的领导跟随一致性问题,提出了预定时间一致性控制算法。首先,在有向图下,为每个跟随者提出一个分布式观测器,使其在预定时间内估计领导者状态。其次,基于观测器和构造的双幂次趋近律、非线性流形,设计了一种新的控制器,使得估计的领导者状态在预定时间内被跟踪。再次,引用了一个切换协议和一个线性流形,以确保在不引起奇异性问题的情况下,控制器在任何初始条件下均能实现预定时间的领导跟随一致性。然后,通过代数图论和李雅普诺夫理论证明系统的预定时间稳定性。最后,通过仿真对比实验验证了所提算法的有效性和优越性。相较于有限时间控制器,所提控制器收敛时间不依赖于初始状态,且收敛效果更好;相较于固定时间控制器,本文控制器收敛时间设定简单,可直接通过单一参数预先设定系统收敛时间。 展开更多
关键词 轮式移动机器人 领导跟随一致性 预定时间控制 一致性控制 有向图
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Event-triggered predefined-time control for full-state constrained nonlinear systems: A novel command filtering error compensation method
14
作者 PAN YingNan CHEN YiLin LIANG HongJing 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第9期2867-2880,共14页
In this paper, a command filter-based adaptive fuzzy predefined-time event-triggered tracking control problem is investigated for uncertain nonlinear systems with time-varying full-state constraints. By designing a sl... In this paper, a command filter-based adaptive fuzzy predefined-time event-triggered tracking control problem is investigated for uncertain nonlinear systems with time-varying full-state constraints. By designing a sliding mode differentiator, the inherent computational complexity problem within the predefined-time backstepping framework is solved. Different from the existing command filter-based finite-time and fixed-time control strategies that the convergence time of the filtering error is adjusted through the system initial value or numerous parameters, a novel command filtering error compensation method is presented,which tunes one control parameter to make the filtering error converge in the predefined time, thereby reducing the complexity of design and analysis of processing the filtering error. Then, an improved event-triggered mechanism(ETM) that builds upon the switching threshold strategy, in which an inverse cotangent function is designed to replace the residual term of the ETM,is proposed to gradually release the controller's dependence on the residual term with increasing time. Furthermore, a tan-type nonlinear mapping technique is applied to tackle the time-varying full-state constraints problem. By the predefined-time stability theory, all signals in the uncertain nonlinear systems exhibit predefined-time stability. Finally, the feasibility of the proposed algorithm is substantiated through two simulation results. 展开更多
关键词 predefined-time control command filtering error compensation method event-triggered mechanism time-varying full-state constraints uncertain nonlinear systems
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Adaptive Predefined-Time Backstepping Control for Grid Connected Photovoltaic Inverter
15
作者 Jiarui Zhang Dan Liu +4 位作者 Kan Cao Ping Xiong Xiaotong Ji Yanze Xu Yunfei Mu 《Energy Engineering》 EI 2024年第8期2065-2083,共19页
The system performance of grid-connected photovoltaic(PV)has a serious impact on the grid stability.To improve the control performance and shorten the convergence time,a predefined-time controller based on backsteppin... The system performance of grid-connected photovoltaic(PV)has a serious impact on the grid stability.To improve the control performance and shorten the convergence time,a predefined-time controller based on backstepping technology and dynamic surface control is formulated for the inverter in the grid-connected photovoltaic.The time-varying tuning functions are introduced into state-tracking errors to realize the predefined-time control effect.To address the“computational explosion problem”in the design process of backstepping control,dynamic surface control is adopted to avoid the analytical calculations of virtual control.The disturbances of the PV system are estimated and compensated by adaptive laws.The control parameters are chosen and the global stability of the closed-loop is ensured by Lyapunov conditions.Simulation results confirm the effectiveness of the proposed controller and ensure the predefined time control in the photovoltaic inverter. 展开更多
关键词 Photovoltaic inverter system backstepping technology predefined-time control adaptive control
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感应电机预定时间预定性能位置跟踪优化控制
16
作者 刘鹏 《机械与电子》 2024年第11期32-41,共10页
考虑参数摄动、负载扰动、预定时间收敛及预定性能控制问题,提出一种基于观测器的预定时间预定性能优化控制方法。为降低负载扰动和参数摄动产生的不确定项对电机跟踪性能影响,设计一种预定时间干扰观测器对其进行观测;同时,将预定时间... 考虑参数摄动、负载扰动、预定时间收敛及预定性能控制问题,提出一种基于观测器的预定时间预定性能优化控制方法。为降低负载扰动和参数摄动产生的不确定项对电机跟踪性能影响,设计一种预定时间干扰观测器对其进行观测;同时,将预定时间控制方法与预定性能函数法相结合,用于设计感应电机位置子系统控制器、磁链子系统控制器,在预定时间内完成对感应电机系统给定值的精确控制跟踪,且兼顾了电机系统稳态性能及瞬态性能;其次,将自适应遗传算法与粒子群优化算法相结合,对控制器待设计参数进行整定优化,以提升电机系统的收敛速度及鲁棒性能;经过理论分析证实,新提出的控制方法可确保感应电机系统跟踪误差永远处于预定边界内,且感应电机系统的预定时间是稳定的;最后,通过详细的仿真和对比研究论证了所提策略的可行性。 展开更多
关键词 感应电机 预定时间控制 预定性能控制 混合智能优化算法
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基于改进自主避障算法的星群重构预设时间控制
17
作者 罗义杰 刘闯 +1 位作者 岳晓奎 李思远 《飞控与探测》 2024年第4期33-42,共10页
重点研究星群在空间环境力作用下的重构控制方法,通过设计连续有限时间收敛的扩展状态观测器(Finite-Time Convergent Extended State Observer, FTCESO),实现在有限时间内对卫星的相对运动和空间环境中的不确定扰动进行估计,设计非奇... 重点研究星群在空间环境力作用下的重构控制方法,通过设计连续有限时间收敛的扩展状态观测器(Finite-Time Convergent Extended State Observer, FTCESO),实现在有限时间内对卫星的相对运动和空间环境中的不确定扰动进行估计,设计非奇异快速终端滑模控制器(Non-Singular Fast Terminal Sliding Mode Controller, NFTSMC)实现系统在有限时间的快速稳定。基于FTCESO和NFTSMC设计预设时间控制器,并将其运用在星群重构运动过程中,实现多颗领导卫星从初始构型到期望构型的转化,同时基于改进人工势场法,设计每颗领导卫星下的跟随卫星之间的自主避障与协同控制方法,保证星群在预设时间内的几何重构和拓扑构建,并维持自身运行的稳定性,以满足特殊空间任务需求。 展开更多
关键词 星群重构 预设时间控制 改进人工势场 协同控制
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基于反步法的柔性关节空间机器人预定时间跟踪控制
18
作者 刘辽雪 王璐 +1 位作者 郭毓 郭健 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期547-555,共9页
针对一类柔性关节空间机器人的高阶非线性系统轨迹跟踪控制问题,该文提出一种具有预定时间收敛性能的控制器设计方案。基于预定时间控制理论,采用反步法设计了控制律,并构造新型非线性滤波器处理反步法中虚拟控制律多次求导所造成的微... 针对一类柔性关节空间机器人的高阶非线性系统轨迹跟踪控制问题,该文提出一种具有预定时间收敛性能的控制器设计方案。基于预定时间控制理论,采用反步法设计了控制律,并构造新型非线性滤波器处理反步法中虚拟控制律多次求导所造成的微分项膨胀问题。在此基础上,设计了一种避奇异辅助函数,解决了预定时间控制算法框架中对分数次幂项求导所产生的奇异问题。通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统的半全局预定时间一致最终有界。仿真结果验证了所设计控制方案能够有效抑制柔性关节振动,使跟踪误差在预定时间内收敛,且避免了因奇异问题导致的控制力矩抖振现象。 展开更多
关键词 空间机器人 反步法 非线性滤波器 预定时间控制 避奇异辅助函数
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轮式移动机器人预定时间轨迹跟踪控制 被引量:3
19
作者 郜冬林 裴以建 +2 位作者 朱久德 许文慧 刘云凯 《云南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期33-38,共6页
在现有的轨迹跟踪控制中,跟踪误差的收敛时间通常与误差初始值有关,且关于非完整系统预定时间轨迹跟踪的控制方法很少.针对上述问题提出了一种使非完整轮式移动机器人系统可在预定时间跟踪上参考轨迹的控制方法.首先,通过坐标变换,将跟... 在现有的轨迹跟踪控制中,跟踪误差的收敛时间通常与误差初始值有关,且关于非完整系统预定时间轨迹跟踪的控制方法很少.针对上述问题提出了一种使非完整轮式移动机器人系统可在预定时间跟踪上参考轨迹的控制方法.首先,通过坐标变换,将跟踪误差系统转变为一个由角度误差构成的一阶子系统和一个由位置误差构成的二阶子系统;然后,分别针对角度误差系统和位置误差系统设计机器人的角速度输入和速度输入,使得角度误差和位置误差在预定时间内收敛到零;最后,利用Lyapunov方法证明了所设计控制律的有效性.试验结果表明,提出的控制方法可使机器人在预定时间跟踪上参考信号,且实际收敛时间与理论计算时间相同,比现有的控制方法更加精确. 展开更多
关键词 轮式移动机器人预定时间控制 轨迹跟踪 非线性反馈 LYAPUNOV函数 非完整系统 反步法
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刚性航天器的预定义时间滑模控制 被引量:2
20
作者 赛华阳 徐振邦 +2 位作者 贺帅 张恩阳 秦超 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2891-2901,共11页
针对刚性航天器在姿态跟踪控制中存在的系统不确定及外界干扰等问题,提出了一种预定义时间滑模控制器(PTSMC)。首先,给出了以四元数为姿态参数的航天器姿态跟踪控制系统,利用误差四元数和误差角速度设计了预定义时间滑模面。然后,考虑... 针对刚性航天器在姿态跟踪控制中存在的系统不确定及外界干扰等问题,提出了一种预定义时间滑模控制器(PTSMC)。首先,给出了以四元数为姿态参数的航天器姿态跟踪控制系统,利用误差四元数和误差角速度设计了预定义时间滑模面。然后,考虑了航天器系统的不确定性和外界干扰设计了一种非保守上界的PTSMC,并通过边界层技术降低了系统抖动。最后,通过设计Lyapunov函数,证明了所提出的控制器的预定义时间稳定性和系统收敛时间上界的非保守性。仿真结果表明,刚性航天器的姿态跟踪误差精度可达1.5×10^(-6) rad,角速度跟踪误差精度可达2×10^(-6 )rad/s。与现有的预定义时间控制器相比,所提出的控制器的稳定时间上限是更加非保守的,与传统PD控制和非奇异终端滑模控制相比,所提出的控制器具有更高的跟踪精度和鲁棒性。通过3自由度气浮平台的姿态跟踪实验进一步说明了控制方案的有效性,其中角度跟踪误差小于0.1 rad,位置跟踪误差小于0.2 m。 展开更多
关键词 航天器 姿态跟踪 预定义时间控制 滑模控制
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