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航空学报 2024年第1期45卷 94-102页

作者：鲁明陈雪芹吴凡曹喜滨哈尔滨工业大学卫星技术研究所哈尔滨150001

针对航天器大角度姿态机动任务,考虑存在姿态禁止区域和干扰力矩影响,提出一种基于全驱系统模型的姿态机动控制方法。基于三维特殊正交群直接描述姿态运动并基于其李代数——指数坐标建立了误差姿态二阶全驱模型;提出基于三维特殊正交... 详细信息

针对航天器大角度姿态机动任务,考虑存在姿态禁止区域和干扰力矩影响,提出一种基于全驱系统模型的姿态机动控制方法。基于三维特殊正交群直接描述姿态运动并基于其李代数——指数坐标建立了误差姿态二阶全驱模型;提出基于三维特殊正交群的障碍李雅普诺夫函数,保证在其有界情况下姿态约束得到遵守;最后提出包含障碍李雅普诺夫函数的总李雅普诺夫函数,使用滑模技术并结合二阶全驱模型中参数矩阵的性质消除导数中的非线性项得到简洁的控制律。数值仿真结果显示,在所提出的控制方法作用下,航天器能够避开姿态禁止区域并收敛于期望姿态,并且稳态误差和控制能耗相比现有同类方法表现优异。

关键词：全驱系统李群指数坐标姿态机动控制障碍李雅普诺夫函数

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基于全驱系统方法的组合航天器位姿自适应预设性能控制

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航空学报 2024年第1期45卷 120-129页

作者：段广全刘国平哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心哈尔滨150001 南方科技大学控制科学与技术研究中心深圳518055

针对非合作航天器被成功捕获后所形成的组合航天器的位姿控制任务,考虑系统中含有的未知扰动的影响,设计了一种基于全驱系统方法的自适应预设性能控制器。根据欧拉姿态动力学方程和轨道动力学方程,建立了简洁的组合航天器位姿动力学方程... 详细信息

针对非合作航天器被成功捕获后所形成的组合航天器的位姿控制任务,考虑系统中含有的未知扰动的影响,设计了一种基于全驱系统方法的自适应预设性能控制器。根据欧拉姿态动力学方程和轨道动力学方程,建立了简洁的组合航天器位姿动力学方程;通过引入预设性能函数,对组合航天器位姿误差的瞬态和稳态性能进行约束;进一步应用全驱系统方法,对带有未知扰动的组合航天器位姿误差系统设计自适应预设性能控制器;此外,通过构造Lyapunov函数证明了所提出的控制器的稳定性;最后,数值仿真结果和半物理仿真实验结果表明,在所设计的控制器作用下,组合航天器能够实现精确的位姿控制,同时系统的状态误差始终收敛于预设性能包络内,验证了所设计控制器的有效性和实用性。

关键词：全驱系统组合航天器自适应控制预设性能位姿控制半物理仿真

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高阶系统方法——I.全驱系统与参数化设计

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自动化学报 2020年第7期46卷 1333-1345页

作者：段广仁哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心

本文首先指出了控制领域中普遍使用的增广一阶系统方法的弊端,介绍了高阶全驱系统的概念及其在控制器设计方面的优势,并通过一些基础物理定律、串联系统、严反馈系统和可反馈线性化系统等例子说明了高阶全驱系统的普遍性,进而指出高阶... 详细信息

本文首先指出了控制领域中普遍使用的增广一阶系统方法的弊端,介绍了高阶全驱系统的概念及其在控制器设计方面的优势,并通过一些基础物理定律、串联系统、严反馈系统和可反馈线性化系统等例子说明了高阶全驱系统的普遍性,进而指出高阶全驱系统是动态系统的一种描述形式,是面向控制的模型.然后介绍了一类高阶全驱系统的一种参数化设计方法.通过适当选取一类非线性状态反馈控制律,可获得一个具有希望特征结构的线性定常闭环系统,并给出了闭环系统特征向量和反馈控制律的完全参数化表示,讨论了解的存在性条件以及设计参数集合的稠密性等相关问题.最后对高阶全驱系统方法的后续问题做了说明和展望.

关键词：高阶系统全驱系统参数化方法特征结构设计自由度

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高阶系统方法——Ⅱ.能控性与全驱性

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自动化学报 2020年第8期46卷 1571-1581页

作者：段广仁哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心

本文首先简述了基于状态空间模型的一阶动态系统的能控性进展,指出了一阶系统方法中卡尔曼能控性体系的一些问题.然后证明了线性定常系统能控的充要条件是它能化成一个高阶全驱系统,同时还在一定程度上将这一结果推广到非线性系统的情形... 详细信息

本文首先简述了基于状态空间模型的一阶动态系统的能控性进展,指出了一阶系统方法中卡尔曼能控性体系的一些问题.然后证明了线性定常系统能控的充要条件是它能化成一个高阶全驱系统,同时还在一定程度上将这一结果推广到非线性系统的情形.基于这一发现,本文定义了一般动态系统的完全能控性,明确其意义在于存在控制律使得闭环系统为一线性定常的高阶系统,并且可以任意配置闭环特征多项式的系数矩阵,同时还指出其多方面相关结论.

关键词：能控性完全能控性高阶系统全驱系统能控规范型

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基于全驱系统方法的冷带轧机压下系统自适应同步控制

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系统科学与数学 2023年第11期43卷 2758-2772页

作者：蔺凤琴刘文可于鹏北京科技大学自动化学院北京100083

由于冷带轧机操作侧与传动侧位置子系统的内部参数不确定性与不一致性,液压两侧位置系统的动态性能不同,这往往导致轧机生产的板材厚度不一致.文章基于全驱系统方法提出了一种参数自适应同步控制策略.首先,建立了液压位置系统的辨识模... 详细信息

由于冷带轧机操作侧与传动侧位置子系统的内部参数不确定性与不一致性,液压两侧位置系统的动态性能不同,这往往导致轧机生产的板材厚度不一致.文章基于全驱系统方法提出了一种参数自适应同步控制策略.首先,建立了液压位置系统的辨识模型与全驱模型;然后,基于辨识模型采用递推最小二乘算法对子系统的未知参数进行辨识;进而,针对建立的全驱同步系统模型,设计了参数化控制器,从而达到闭环系统稳定,以及两侧子系统的同步.最后,仿真结果表明了同步控制方案的有效性.

关键词：冷带轧机液压位置系统全驱系统同步控制参数辨识

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