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基于时变增益ESO的航天器无源姿态跟踪控制

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控制与决策 2018年第2期33卷 193-202页

作者：王青龚立纲董朝阳北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

针对修正罗德里格参数描述的航天器姿态运动模型,利用扩张状态观测器(ESO)研究无角速度测量下的无源姿态跟踪控制问题.首先,为了削弱常值增益ESO中的峰化现象,设计一种时变增益ESO对角速度和系统的总干扰进行估计;进一步考虑航天器姿态... 详细信息

针对修正罗德里格参数描述的航天器姿态运动模型,利用扩张状态观测器(ESO)研究无角速度测量下的无源姿态跟踪控制问题.首先,为了削弱常值增益ESO中的峰化现象,设计一种时变增益ESO对角速度和系统的总干扰进行估计;进一步考虑航天器姿态运动的无源特性,结合互连和阻尼分配无源控制(IDA-PBC)理论及backstepping思想设计跟踪控制律;最后,从理论上对闭环系统的稳定性进行严格证明.仿真结果验证了所提出控制方法的有效性.

关键词：姿态跟踪无源性互连和阻尼分配扩张状态观测器时变增益

基于时变增益ESO的多航天器SO(3)姿态协同控制

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北京航空航天大学学报 2018年第9期44卷 1797-1807页

作者：马鸣宇董朝阳王青周敏北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083 北京电子工程总体研究所北京100854 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 航天系统仿真重点实验室北京仿真中心北京100854

针对多航天器姿态协同控制问题,基于特殊正交群(SO(3))研究了存在干扰情形下的控制设计方法。结合有向通信拓扑建立了多航天器SO(3)模型,在此模型的基础上提出了一种时变增益扩张状态观测器(ESO)对系统的总干扰进行估计,削弱了常值增益... 详细信息

针对多航天器姿态协同控制问题,基于特殊正交群(SO(3))研究了存在干扰情形下的控制设计方法。结合有向通信拓扑建立了多航天器SO(3)模型,在此模型的基础上提出了一种时变增益扩张状态观测器(ESO)对系统的总干扰进行估计,削弱了常值增益ESO的峰化现象。利用相邻航天器的信息给出了旋转矩阵形式的协同指令,进一步基于SO(3)方法设计了协同控制器。同时采用ESO的输出在所设计的控制器中对系统的干扰进行补偿,从理论上给出了ESO的收敛性以及闭环系统的稳定性证明,保证多航天器系统能够实现稳定协同。仿真结果验证了本文方法的有效性和快速性。

关键词：多航天器协同控制扩张状态观测器(ESO) 时变增益特殊正交群(SO(3))

一种具有暂态混沌和时变增益的神经网络及其在优化计算中的应用

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电子学报 1998年第7期26卷 123-127,122页

作者：谭营王保云何振亚邓超东南大学无线电工程系南京210006 中国科技大学计算机科学系合肥230027

本文提出了一种具有暂态混沌和时变增益的神经网络．通过引入暂态混沌和时变增益，该网络比Hopfield型网络具有更加丰富和更为灵活的动力学特征，从而具有更强的搜索全局最优解或近似全局最优解的能力．网络经过一个短暂的例分叉过程逐... 详细信息

本文提出了一种具有暂态混沌和时变增益的神经网络．通过引入暂态混沌和时变增益，该网络比Hopfield型网络具有更加丰富和更为灵活的动力学特征，从而具有更强的搜索全局最优解或近似全局最优解的能力．网络经过一个短暂的例分叉过程逐渐趋近一个常规的Hopfield神经网络，并为其提供了一个在全局最优解附近的初值．它可以用于求解各种复杂的优化问题．大量的数字模拟表明网络能很好地解决Hopfield型网络的局部极值问题．最后我们已将这种神经网络成功地应用于空间信号源的最大似然方向估计．

关键词：神经网络暂态浊沌时变增益 ML方向估计

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具有时变增益的分布式有限时间二次调频策略

电力系统自动化 2024年第14期48卷 139-146页

作者：李志军苗庆玉郭燕龙张家安省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津市300130 河北工业大学电气工程学院天津市300130

微电网中分布式电源的增加以及敏感负荷的投入,导致仅靠具有渐进收敛特性的传统分布式二次调频策略难以保证系统的动态性能,而常用的有限时间调频策略的收敛上界在不同程度上受到系统初始状态、系统参数等因素的制约。针对这一问题,基... 详细信息

微电网中分布式电源的增加以及敏感负荷的投入,导致仅靠具有渐进收敛特性的传统分布式二次调频策略难以保证系统的动态性能,而常用的有限时间调频策略的收敛上界在不同程度上受到系统初始状态、系统参数等因素的制约。针对这一问题,基于分布式控制原理提出并设计了一种具有时变增益的分布式有限时间调频策略。首先,介绍了传统分布式二次调频策略的工作机理,并利用李雅普诺夫稳定性理论分析了常用有限时间调频策略的局限性。然后,在传统分布式调频策略的基础上,根据其渐进收敛特性将其常数增益改进为具有周期加速收敛特性的时变函数,提出并设计了一种以时变函数为增益的分布式有限时间调频策略,解决了收敛时间受系统初始状态、系统参数制约的问题。最后,通过理论及仿真验证了所提方法在加速频率收敛、提高系统灵活性方面的有效性及优越性。

关键词：微电网调频一致性算法有限时间收敛时变增益

黄河无定河流域分布式时变增益水文模型的应用研究

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应用基础与工程科学学报 2007年第4期15卷 457-465页

作者：夏军叶爱中乔云峰王纲胜中国科学院地理科学与资源研究所/陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 北京师范大学地理学与遥感科学学院北京100875

黄河无定河流域是典型的黄土高原沟壑地区,水文时空变化大,观测站点有限,水文过程的非线性问题和人类活动影响问题比较突出.本文针对黄河无定河流域内不同尺度水文循环模拟问题,对作者开发的分布式时变增益水文模型进行了改进,拓展到了... 详细信息

黄河无定河流域是典型的黄土高原沟壑地区,水文时空变化大,观测站点有限,水文过程的非线性问题和人类活动影响问题比较突出.本文针对黄河无定河流域内不同尺度水文循环模拟问题,对作者开发的分布式时变增益水文模型进行了改进,拓展到了月、日、时三个时间尺度,应用于无定河内的大理河、小理河及岔巴沟三级不同空间尺度的流域.研究表明:分布式时变增益水文模型是水文系统非线性理论与分布式流域水文模拟结合的一种新途径,水文系统模拟的精度比较满意.该模型为分析土壤湿度的时空分布与变化以及人类活动的影响,提供了一种量化分析的有效工具.

关键词：分布式时变增益水文模型无定河尺度

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基于衰减因子的时变增益KALMAN滤波

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2011年第6期35卷 1234-1236页

作者：周浩胡科强海军工程大学兵器系武汉430033

常用的卡尔曼滤波器(KF,EKF)一般只适用于平稳的状态过程,当目标处于变化不大的过程时,目标状态突然变化时,KF和EKF将产生较大的估计偏差,甚至丢失目标.文中根据正交性原理,采用时变衰减因子,使得残差达到正交或近似正交,从而使滤波器... 详细信息

常用的卡尔曼滤波器(KF,EKF)一般只适用于平稳的状态过程,当目标处于变化不大的过程时,目标状态突然变化时,KF和EKF将产生较大的估计偏差,甚至丢失目标.文中根据正交性原理,采用时变衰减因子,使得残差达到正交或近似正交,从而使滤波器在不确定模型下保持较好的鲁棒性.通过实时调节增益,促使测量残差近似正交,从而提高对机动目标的跟踪性能.仿真实验表明,应用该方法可以快速、稳定地完成目标运动要素的估计.

关键词：状态估计衰减因子时变增益

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含季节信息的时变增益水文系统模型

科技进步与对策 2000年第12期17卷 185-187页

作者：王纲胜夏军武汉水利电力大学湖北武汉430072

通过水文季节信息和时变增益非线性系统模型的耦合，建立了一种只需降雨径流资料的洪水预报方法，并将其应用于６个代表性流域，取得了较好的预报效果。

关键词：洪水预报时变增益季节信息

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一种等效时变增益探地雷达接收机设计

现代雷达 2016年第11期38卷 75-78,83页

作者：徐伟张明中国人民解放军工程兵学院工程装备管理与保障系江苏徐州221004

无载波冲激体制的探地雷达具有脉冲波形产生简单、测量速度快、不存在频域旁瓣干扰等特点,目前的商用探地雷达大多采用这种体制。但是现有的探地雷达系统普遍存在接收机动态范围较小的问题,限制了其在深层探测领域的应用。针对冲激体制... 详细信息

无载波冲激体制的探地雷达具有脉冲波形产生简单、测量速度快、不存在频域旁瓣干扰等特点,目前的商用探地雷达大多采用这种体制。但是现有的探地雷达系统普遍存在接收机动态范围较小的问题,限制了其在深层探测领域的应用。针对冲激体制探地雷达的大动态范围接收机技术进行深入研究,提出了适用于等效采样电路的时变增益动态范围压缩技术,设计的动态压缩电路可以有效地对接收信号进行20 d B的动态范围压缩,并且研制出了性能优越的等效时变增益探地雷达接收机。

关键词：探地雷达接收机动态范围时变增益

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基于时变增益的脉冲观测与反馈控制研究

基于时变增益的脉冲观测与反馈控制研究

作者：邓晓庆广西大学

学位级别：硕士

本世纪初,自德国学者Raff与Allg¨ower提出脉冲观测器理论以来,基于观测器的输出反馈控制已成为控制工程领域中重要的控制策略之一.脉冲观测器旨在利用系统离散时刻的输出信息,联合其修正项获得受控系统的状态估计.在基于离散化的网络... 详细信息

本世纪初,自德国学者Raff与Allg¨ower提出脉冲观测器理论以来,基于观测器的输出反馈控制已成为控制工程领域中重要的控制策略之一.脉冲观测器旨在利用系统离散时刻的输出信息,联合其修正项获得受控系统的状态估计.在基于离散化的网络化控制背景下,系统状态受通信时滞、外部干扰等因素影响,如何设计其相应的脉冲观测器估计系统状态以及如何研究基于脉冲观测器的输出反馈控制问题具有重要意义.本文分别研究了Lipschitz非线性系统的脉冲观测器设计、时滞反应-扩散神经网络系统的脉冲同步以及不确定线性时滞系统的基于脉冲观测器的反馈控制问题.与以往的Luenberger型脉冲观测器设计方法相比,本文所设计的脉冲观测器是基于剖分方法的时变增益脉冲观测器,更准确地适应了脉冲区间的长度变化,从而提高了系统的观测精度与同步性能.本文的主要工作如下:(1)研究了一类基于时变增益脉冲观测器的Lipschitz非线性系统的反馈控制问题.假设系统的状态信息是非周期离散可测的,提出了基于最大脉冲区间剖分的脉冲观测器设计方法.由于脉冲区间大小的不确定性,随着剖分次数的增加,所设计的时变增益矩阵随之动态改变,观测器状态按照脉冲方式进行状态更新.运用LPV方法与分段时变Lyapunov函数方法分析了相应误差系统的指数稳定性,获得了以线性矩阵不等式形式的稳定性充分条件.(2)研究了一类时滞反应扩散神经网络系统的脉冲同步问题.假设系统的状态信息是非周期离散可测的,与以往基于静态脉冲增益矩阵的脉冲同步策略不同,所提出的脉冲同步策略是基于脉冲区间相关的.时变增益能够适应采样区间的变化,有效地反映出区间的变化信息,极大地降低了现有结果的保守性.通过应用与脉冲时间相关的离散Lyapunov函数分析同步误差系统的稳定性.利用一组线性矩阵不等式,给出了脉冲同步控制器存在的充分条件.(3)研究了一类基于时变增益观测器的不确定线性时滞系统的控制问题.首先,利用系统的离散时刻输出信息设计基于时变增益的脉冲观测器.其次,引入状态估计向量,将其与原系统状态作差得到误差状态向量,构造时变Lyapunov函数,结合Young不等式方法分析了闭环系统的指数稳定性.(4)研究了一类带有观测时滞的Lipschitz非线性系统的脉冲观测器设计以及基于观测器的输出反馈控制问题.假设时滞大小不超过脉冲区间的上界.首先,利用增维切换建模技术将系统建模为切换系统.其次,引入状态误差变量,导出反馈控制下具有混杂结构特征的闭环系统,运用切换的时变Lyapunov函数方法和Gronwall不等式方法分析了闭环系统的指数稳定性.进一步,结合凸组合技术,以线性矩阵不等式形式给出了基于脉冲观测器的输出反馈控制律的设计准则.

关键词：脉冲观测器观测时滞时变增益时变Lyapunov函数增维切换建模技术脉冲同步