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战术导弹技术 2022年第4期 113-123页

作者：王洲强陈万春陈中原北京航空航天大学宇航学院北京100191

针对多阶段武器目标分配问题,建立了多阶段多目标约束组合优化问题模型。在考虑资源约束、可行性约束的前提下,寻求对敌方目标造成最大伤害的同时,资源损失最少。在MOEA/D算法(multi-objective evolutionary algorithm based on decompo... 详细信息

针对多阶段武器目标分配问题,建立了多阶段多目标约束组合优化问题模型。在考虑资源约束、可行性约束的前提下,寻求对敌方目标造成最大伤害的同时,资源损失最少。在MOEA/D算法(multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition)基础上,引入了差分进化算子,并提出了启发式初始化种群机制,以避免算法陷入局部收敛并加快收敛速度。采用随机修复策略对产生的不可行解进行修复,引入双层自适应机制,以种群进化状态来提供基准值差分进化因子及邻域数量,并以每个个体进化状态提供修正项,以进一步提高算法搜索能力并加快收敛。实验仿真表明,所提优化方法具有较高的收敛性且解集分布更均匀,能够有效地解决多阶段武器目标分配优化问题。

关键词：多阶段武器目标分配多目标 MOEA/D 双层自适应动态邻域

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输送用混联机器人双层自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制

输送用混联机器人双层自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制

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作者：张松云江苏大学

学位级别：硕士

针对现有汽车电泳涂装输送用机器人因采用悬臂梁串联结构而存在承载能力低、柔性化水平不高等不足,本课题组综合串联机器人操作灵活、工作空间大以及并联机器人柔性化水平高、承载能力强的优点,自主研制了一种汽车电泳涂装输送用混联机... 详细信息

针对现有汽车电泳涂装输送用机器人因采用悬臂梁串联结构而存在承载能力低、柔性化水平不高等不足,本课题组综合串联机器人操作灵活、工作空间大以及并联机器人柔性化水平高、承载能力强的优点,自主研制了一种汽车电泳涂装输送用混联机器人,可实现行走、升降以及翻转的多模式运动。混联机器人是一种多输入、多输出的复杂非线性系统,存在建模误差、摩擦力以及外界干扰等不确定性问题,本文着重研究采用动力学滑模控制方法提高混联机器人系统克服不确定性的鲁棒性能。目前,混联机器人动力学滑模控制研究还存在一些难点,主要包括动力学滑模控制趋近阶段不具有鲁棒性,以及动力学滑模控制滑动阶段因不确定性上界信息未知而保守选取切换增益易使控制系统存在严重抖振问题等。因此,本文通过设计全局鲁棒滑模面以消除趋近阶段,并进一步探索一种在滑动阶段可快速获取低切换增益的双层自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制方法。本文完成的主要工作如下:（1）完成输送用混联机器人的运动学分析和动力学分析。采用解析法进行运动学分析,解得混联机器人的运动学逆解、运动学正解以及雅可比矩阵;采用Lagrange法进行动力学分析,建立输送用混联机器人的标准动力学模型以及包含不确定性的动力学模型,并通过MATLAB仿真以证明所建立模型的正确性。（2）提出一种输送用混联机器人全局鲁棒超螺旋滑模控制方法。针对动力学滑模控制趋近阶段不具有鲁棒性的问题,设计一种基于全局鲁棒滑模面的全局鲁棒超螺旋滑模控制器,以消除趋近阶段,确保控制系统的全局鲁棒性;完成稳定性理论证明并进行MATLAB仿真实验,结果表明:与超螺旋滑模控制相比,全局鲁棒超螺旋滑模控制系统具有全局鲁棒性。（3）进一步提出一种输送用混联机器人双层自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制方法。针对全局鲁棒超螺旋滑模控制在滑动阶段因不确定性上界信息未知而保守选取切换增益易使控制系统存在严重抖振的问题,基于重构等效控制设计一种在滑动阶段可快速获取低切换增益的双层自适应律,并进一步建立双层自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制器,以在确保全局鲁棒性的同时有效抑制抖振;完成稳定性理论证明和MATLAB仿真实验,结果表明:相比于非重构自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制,所提出的双层自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制方法可有效抑制滑模控制抖振。（4）构建输送用混联机器人双层自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制系统实验平台,并进行样机实验验证。选用“上位机+下位机”的分布式结构,完成输送用混联机器人双层自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制系统的硬件设计以及软件开发。在此基础上,完成输送用混联机器人双层自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制和非重构自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制的对比实验。实验结果进一步验证了所提出的输送用混联机器人双层自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制方法的有效性与优越性。

关键词：混联机器人动力学控制超螺旋滑模全局鲁棒双层自适应

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基于终端滑模的制导控制一体化研究

基于终端滑模的制导控制一体化研究

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作者：程世豪华中科技大学

学位级别：硕士

在打击拦截任务的末制导阶段,飞行器速度快,弹-目相对距离近,制导回路与控制回路之间耦合变强,分开设计两回路会造成控制的滞后以及精度降低。本文主要针对末制导阶段的打击拦截任务,采用终端滑模结合误差观测器以及终端滑模结合双层自... 详细信息

在打击拦截任务的末制导阶段,飞行器速度快,弹-目相对距离近,制导回路与控制回路之间耦合变强,分开设计两回路会造成控制的滞后以及精度降低。本文主要针对末制导阶段的打击拦截任务,采用终端滑模结合误差观测器以及终端滑模结合双层自适应的制导控制一体化进行了研究,主要包括以下内容:1、在考虑目标加速度不确定性,以及飞行器姿态运动建模中的不确定性的情况下,建立了飞行的弹-目相对运动模型,在假设滚转稳定的前提下,根据相应的投影关系得到了纵向平面内的相对运动模型。2、针对常用的制导控制一体化设计方案,以及末制导中可能产生的问题,提出了一种采用非奇异终端滑模的控制策略。同时为了实现正对打击,确定了对应的控制量以及状态量。为了补偿建模中引入的不确定性,引入了一个二阶观测器对扰动不确定性进行观测补偿。由非奇异终端滑模加观测器出发,设计了对应的制导控制一体化的控制律。3、为了进一步减小控制中的抖震,以及控制精度,提出了一种双层自适应的设计方案,该方案不需要扰动不确定性的任何先验假设,一定程度上增强了系统的鲁棒性。同时由于该方案中控制增益随着不确定性扰动变化,一定程度上也减少了控制抖震。结合实际的模型,替换了内环中的终端滑模加观测器的设计方案,并给出了对应的控制律。4、最后,基于相应数据,分别对假设扰动上界存在、采用观测器、次用双层自适应方案的情况进行了数据仿真,通过三者之间的对比,说明了所设计方法的有效性,以及对应的优势。

关键词：制导控制一体化末制导非奇异终端滑模观测器双层自适应

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