面向输出约束基于神经网络观测器的发射平台输出反馈控制

作     者：宋秋雨 胡健 姚建勇 白艳春 杨正银 SONG Qiuyu;HU Jian;YAO Jianyong;BAI Yanchun;YANG Zhengyin

作者机构：南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2023年第44卷第7期

页      面：2184-2196页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主　　题：发射平台 输出反馈控制 神经网络 输出约束 障碍Lyapunov函数 

摘      要：一种由两台永磁同步电机驱动的发射平台用于发射动能载荷,但该平台在实际运行中经常面临比较强的参数不确定性和气流冲击等未知的外部干扰,大大降低其跟踪精度。针对这一问题,提出一种用于发射平台高精度运动控制的考虑输出约束的基于自适应神经网络观测器输出反馈控制器。该控制器采用扩展状态观测器估计系统中的参数不确定性,同时利用其观测的系统速度值设计相关控制量,从而达到输出反馈控制的目的;另外设计一种改进的样条小脑模型关节控制器神经网络(Spline CMAC)对系统中的未知扰动进行估计,由此利用前馈补偿技术对参数不确定性和时变扰动进行补偿。考虑到发射平台在实际情况中遇到的输出约束问题,采用障碍Lyapunov函数分析法设计控制率并证明了系统的稳定性。仿真和实验结果表明:在考虑输出约束的条件下,新的复合控制器能够实现系统的一致最终有界稳定,且跟踪性能很好,并具有很强的抗干扰能力,相比于传统的控制方法有很大的提升。