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具有输出/全状态约束的固定时间滑模控制

控制理论与应用 2023年第7期40卷 1151-1161页

作者：安炳合王永骥樊慧津刘磊王博华中科技大学人工智能与自动化学院多谱信息处理国家级重点实验室湖北武汉430074

本文主要解决具有约束的二阶系统的固定时间跟踪控制问题,分别讨论了具有输出约束与具有全状态约束的控制算法设计.首先,为解决输出约束下的固定时间控制问题,本文构建了具有输出约束的新型终端滑模变量,并设计了具有扰动抑制能力的固... 详细信息

本文主要解决具有约束的二阶系统的固定时间跟踪控制问题,分别讨论了具有输出约束与具有全状态约束的控制算法设计.首先,为解决输出约束下的固定时间控制问题,本文构建了具有输出约束的新型终端滑模变量,并设计了具有扰动抑制能力的固定时间滑模控制律,保证系统输出始终满足约束条件,同时跟踪误差在固定时间内收敛到原点的充分小的邻域内.进一步,为了处理具有全状态约束的控制问题,本文构建了具有全状态约束的终端滑模变量并设计了相应的固定时间滑模控制律.鉴于系统控制律的不连续性,文章采用非光滑分析及Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统的稳定性.最后,在数值仿真中,将本文提出的方法与传统固定时间滑模方法进行对比,验证了所建立算法的有效性.

关键词：二阶系统输出约束全状态约束固定时间收敛滑模控制

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一种统一的鲁棒自适应控制方法及近期自适应控制结果综述（英文）

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控制与决策 2018年第5期33卷 782-808页

作者：温长云周靖王薇黄江帅樊慧津南洋理工大学电气电子工程学院新加坡639798 阿哥德大学工程科学系北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 重庆大学自动化学院重庆400044 华中科技大学自动化学院武汉430074

针对离散/连续时间情况下时不变/时变多种不同的鲁棒自适应控制系统,基于归纳法提出一种统一的传统分析方法,该方法为鲁棒自适应控制器的设计提供了一般性的指导原则.在设计和实现鲁棒自适应控制器时要求具有与模型误差先验知识相关的假... 详细信息

针对离散/连续时间情况下时不变/时变多种不同的鲁棒自适应控制系统,基于归纳法提出一种统一的传统分析方法,该方法为鲁棒自适应控制器的设计提供了一般性的指导原则.在设计和实现鲁棒自适应控制器时要求具有与模型误差先验知识相关的假设,通过所提出的算法可以将该假设消除,使得已有的鲁棒自适应控制理论得到进一步发展.此外,通过稳定性分析证明了该算法对于更宽松边界的模型误差具有鲁棒性.最后,归纳总结了近期自适应控制方法在处理非光滑不确定性、执行器故障补偿、欠驱动非完整约束、分布式一致性和随机系统控制等问题上取得的代表性成果.

关键词：自适应控制稳定性鲁棒性非光滑非线性执行器故障欠驱动系统一致性随机自适应控制

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圆弧类纹线工具痕迹的特征提取

圆弧类纹线工具痕迹的特征提取

中国自动化学会中南六省（区）2010年第28届年会

作者：柯倩樊慧津华中科技大学控制科学与工程系图像处理与智能控制重点实验室

圆弧类工具痕迹纹线是工业生产中常产生的一种特征痕迹,如平脚钻头、铣刀产生的工具痕迹等。本文基于此类工具痕迹图像分析,建立圆心定位算法,将圆弧类工具痕迹转换成类直线线条,最后进行线条比对识别。该方法可以弥补当前圆弧类工具痕... 详细信息

圆弧类工具痕迹纹线是工业生产中常产生的一种特征痕迹,如平脚钻头、铣刀产生的工具痕迹等。本文基于此类工具痕迹图像分析,建立圆心定位算法,将圆弧类工具痕迹转换成类直线线条,最后进行线条比对识别。该方法可以弥补当前圆弧类工具痕迹识别方法的空缺。

关键词：圆弧工具痕迹特征识别

来源： cnki会议评论

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基于奇异摄动理论的弹性运载火箭控制

基于奇异摄动理论的弹性运载火箭控制

无模型自适应控制在飞行控制系统中的应用综述

2021中国自动化大会——中国自动化学会60周年会庆暨纪念钱学森诞辰110周年

作者：汪诚樊慧津刘磊华中科技大学

在火箭控制系统设计过程中,由于弹性模态和刚体状态的耦合,弹性问题是需要考虑的重要因素之一。本文根据弹性模态和刚体状态在时间尺度上的巨大差异,利用奇异摄动理论处理双时间尺度问题的优势,将弹性运载火箭系统分解为刚体慢变子系统... 详细信息

在火箭控制系统设计过程中,由于弹性模态和刚体状态的耦合,弹性问题是需要考虑的重要因素之一。本文根据弹性模态和刚体状态在时间尺度上的巨大差异,利用奇异摄动理论处理双时间尺度问题的优势,将弹性运载火箭系统分解为刚体慢变子系统和弹性快变子系统,分别进行控制器设计,从机理上实现对弹性的抑制。

关键词：运载火箭弹性模态奇异摄动复合控制

来源： cnki会议评论

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战术导弹技术 2024年第4期 41-52,91页

作者：温奇峰张骄阳樊慧津刘磊王博华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 华中科技大学多谱信息处理国家级重点实验室武汉430074

飞行控制系统普遍存在难以精确建模的问题,而无模型自适应控制作为一种典型的数据驱动的控制方法,其控制律的更新仅依赖于系统的输出数据,在飞行控制系统中显示出广泛的应用前景。本文综述了无模型自适应控制在飞行控制系统中的近期发... 详细信息

飞行控制系统普遍存在难以精确建模的问题,而无模型自适应控制作为一种典型的数据驱动的控制方法,其控制律的更新仅依赖于系统的输出数据,在飞行控制系统中显示出广泛的应用前景。本文综述了无模型自适应控制在飞行控制系统中的近期发展。总结了该控制方法在处理飞行控制系统面对的不同挑战时给出的解决方案。针对用于执行在轨服务的航天器,即组合体飞行器,分析了无模型自适应控制方法的优越性,介绍了其应用和发展现状。对无模型自适应控制方法在飞行控制系统中的进一步应用与发展进行了展望。

关键词：无模型自适应控制数据驱动姿态控制飞行控制系统变外形飞行器组合体飞行器

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低轨无拖曳卫星的自适应神经网络控制器设计

计算技术与自动化 2014年第2期33卷 1-6页

作者：李季樊慧津华中科技大学自动化学院湖北武汉430074

低轨无拖曳(Drag-free)卫星为相对论的验证、引力波探测以及地球重力场的测量提供了低干扰的试验环境。目前已有的工作主要对无拖曳卫星模型进行线性化,然后进行控制器设计,此种方法忽略了无拖曳卫星控制系统的非线性环节,因此降低了控... 详细信息

低轨无拖曳(Drag-free)卫星为相对论的验证、引力波探测以及地球重力场的测量提供了低干扰的试验环境。目前已有的工作主要对无拖曳卫星模型进行线性化,然后进行控制器设计,此种方法忽略了无拖曳卫星控制系统的非线性环节,因此降低了控制器的精度。本文将基于Lyapunov稳定性理论和自适应反步控制,直接针对无拖曳卫星控制系统的非线性模型进行分析,设计一种自适应神经网络控制器。针对系统建模过程中的线性化和未建模动态,利用RBF神经网络对非线性项进行拟合和补偿,建立自适应神经网络权值自适应律,保证闭环系统具有较好的鲁棒稳定性能和抗干扰性能,实现无拖曳卫星控制系统的设计要求。仿真结果表明控制器的有效性,满足了无拖曳卫星的控制精度要求。

关键词：无拖曳卫星自适应控制 RBF神经网络反步法

基于bang-bang控制平滑正则化的动力制动轨迹优化

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海军工程大学学报 2024年第5期36卷 54-60页

作者：李京琪郑宇锋刘磊王博樊慧津华中科技大学多谱信息处理技术国家级重点实验室武汉430074 海军工程大学电磁能技术全国重点实验室武汉430033

针对行星定点软着陆实时在线制导的任务需求,结合行星着陆轨迹优化技术在动力学特征、约束条件、不确定环境方面的特点,以燃料最优为性能指标,提出了一种平滑正则化处理不连续切换点的方法。而以燃料最优为性能指标的着陆问题,其推力或... 详细信息

针对行星定点软着陆实时在线制导的任务需求,结合行星着陆轨迹优化技术在动力学特征、约束条件、不确定环境方面的特点,以燃料最优为性能指标,提出了一种平滑正则化处理不连续切换点的方法。而以燃料最优为性能指标的着陆问题,其推力或推力加速度大小为最多切换两次的bang-bang控制,用间接法将其转化为一个两点边值问题会带来对初值敏感、算法复杂度高且依赖于导数的数值算法无法求解的问题。为此,对比了以末端高度为性能指标的气动制动和以燃料最优为性能指标的动力制动,对动力制动中的推力bang-bang控制问题,通过对切换函数的分析将其控制形式分解为3种情形,进而引入偏差参数,对bang-bang控制的不连续切换点进行平滑处理,使其转化为可以直接用数值算法求解的连续可导函数,并通过数值仿真验证了该方法的可靠性、快速性和精确性。结果表明:相较于直接法中的伪谱法,该方法对初始值不敏感,降低了算法复杂度,收敛性好且终端误差较小,解决了模型对初始值敏感、数值算法无法直接求解bang-bang控制的难题。

关键词：轨迹优化间接法 bang-bang控制平滑正则化

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基于时标分解的弹性运载火箭控制

基于时标分解的弹性运载火箭控制

2022中国自动化大会

作者：秦僮刘磊王博樊慧津华中科技大学

针对弹性运载火箭刚体状态与弹性模态在时间尺度上的较大差异,本文采用奇异摄动理论对弹性运载火箭系统进行时标分解,将原系统转换为刚体慢变子系统以及弹性快变子系统,然后分别进行控制器设计。针对传统复合控制策略的次优性,本文采用... 详细信息

针对弹性运载火箭刚体状态与弹性模态在时间尺度上的较大差异,本文采用奇异摄动理论对弹性运载火箭系统进行时标分解,将原系统转换为刚体慢变子系统以及弹性快变子系统,然后分别进行控制器设计。针对传统复合控制策略的次优性,本文采用了一种新的矫正复合控制思想得到整个系统的控制律。仿真结果表明,将奇异摄动思想运用在弹性运载火箭控制上是可行的,同时采用的矫正复合控制相比传统复合控制使得弹性模态峰值更小,收敛更快。

关键词：运载火箭弹性模态奇异摄动时标分解矫正复合控制

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《自动控制原理》课程思政的教学导入与实践

中国电力教育 2022年第11期 93-94页

作者：樊慧津张征刘磊何顶新陈虹华中科技大学人工智能与自动化学院

本文从教学目标、实践方法两个方面，以《自动控制原理》课程教学为案例，探讨了如何在信息工程领域的教学中导入课程思政，并探索出一条切实可行的实施方案，将专业知识和思政教育有机融合，达到良好的教学育人效果。

关键词：