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间歇通信条件下多无人机保性能编队追踪控制

系统工程与电子技术 2021年第11期43卷 3288-3294页

作者：权婉珍罗哲杨小冈韩心中席建祥火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025 火箭军研究院北京100080

针对多无人机系统在通信链路非周期性中断情况下的优化编队控制问题,提出了一种多无人机保性能编队追踪控制方法。首先,引入一种分布式性能指标,用于描述多无人机系统编队调节性能。然后,设计了间歇型多无人机编队追踪控制器,可在通信... 详细信息

针对多无人机系统在通信链路非周期性中断情况下的优化编队控制问题,提出了一种多无人机保性能编队追踪控制方法。首先,引入一种分布式性能指标,用于描述多无人机系统编队调节性能。然后,设计了间歇型多无人机编队追踪控制器,可在通信时段根据无人机间局部交互信息构建分布式反馈控制,并在中断时段中止对无人机的编队追踪控制,以应对间歇通信的影响。同时,获得了间歇通信条件下多无人机保性能编队追踪控制判据,确定了多无人机系统的保性能上界。最后,通过仿真算例验证了理论结果的有效性。

关键词：多无人机编队间歇通信保性能追踪控制

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基于反步控制的列车虚拟编组追踪控制研究

基于反步控制的列车虚拟编组追踪控制研究

作者：康莉雅北京交通大学

学位级别：硕士

城市轨道交通具有方便快捷、安全舒适等优点,近年来得到了高速发展,主要体现在列车运行控制系统的自动化水平的大幅提高。多列车协同优化控制符合轨道交通列车按计划运行特征,有利于达到整体最优性。基于此,国内外研究者们提出了一种“... 详细信息

城市轨道交通具有方便快捷、安全舒适等优点,近年来得到了高速发展,主要体现在列车运行控制系统的自动化水平的大幅提高。多列车协同优化控制符合轨道交通列车按计划运行特征,有利于达到整体最优性。基于此,国内外研究者们提出了一种“虚拟编组（Virtually-Coupled Train Sets）”运行方式的多车协同追踪控制模式,可在不改变既有线路设施的基础上进一步提升列车运行效率和灵活性。虚拟编组列车由两列及以上具有牵引制动能力的列车（称为单元列车）通过虚拟联挂的方式构成。但单元列车间不存在可以传递相互作用力的车钩,仅依靠单元列车间的信息交互和主动控制实现安全防护（避撞）。受列车运行状态和线路环境、动力学模型参数不确定和存在非确定非线性时变外部干扰等影响,保持列车按虚拟编组方式小间距安全稳定追踪非常困难。针对该问题,本文研究了参数非确定的列车虚拟编组分布式控制方法、面向动态时空的虚拟编组安全防护控制方法和复杂约束下的虚拟编组列车小间距稳定追踪控制方法,主要研究工作包括:（1）建立包含位置-速度-受力的高阶列车动力学模型,并针对模型中包含的不确定参数以及延迟因子等干扰因素,设计基于自适应反步控制策略的分布式列车自动驾驶控制器,实现列车虚拟编组追踪位置和速度误差的收敛性;通过李雅普诺夫定理理论上证明了系统的稳定性,并基于数值仿真,给出了虚拟编组列车有关速度-时间、距离-时间追踪曲线的跟踪效果图,验证了所提出控制系统的可行性和合理性。（2）结合列车虚拟编组需保持小间距安全追踪的需求,提出一种新型的面向时间和空间两个维度的改进相对制动距离防护控制方式,通过反例证明的方式分析了传统空间闭塞方式在小间距追踪时的不足,构建了面向动态时空的虚拟编组列车安全防护模型并设计了求解算法,实现全场景全过程小间距安全行车控制,并通过一系列仿真实验证明了该安全防护控制方法的正确性和有效性。（3）考虑列车安全防护条件和控制器输入饱和等约束,研究复杂约束下的列车虚拟编组追踪控制问题。首先建立复杂约束下的列车控制模型,然后结合障碍李雅普诺夫函数（Barrier Lyapunov Function）将对非线性状态的约束转换为对自适应虚拟误差函数的约束,进而针对性设计虚拟编组列车分布式反步控制器,实现复杂约束下的虚拟编组列车稳定追踪控制。通过李雅普诺夫定理理论证明了系统稳定性,并分别通过单机仿真和搭建虚拟编组列车分布式仿真平台两种方式对控制方法的效果进行验证。本文共有图43幅,表5个,参考文献77篇。

关键词：列车虚拟编组追踪控制自适应反步控制安全防护稳定性

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追踪控制双频激励下汽车悬架系统的混沌运动

振动与冲击 2010年第5期29卷 58-61页

作者：高大威崔玲王昊同济大学汽车学院上海201804 山东交通职业学院山东潍坊261206 上海大众汽车有限公司上海201804

分析双频正弦激励下非线性汽车悬架系统的混沌运动,根据Lyapunov指数及Poincare截面判断系统的混沌运动,指出发生混沌运动时的相应幅值。之后,在系统状态全部可测的情况下设计一种控制器U,并用Lyapunov函数证明对此控制器闭环系统大范... 详细信息

分析双频正弦激励下非线性汽车悬架系统的混沌运动,根据Lyapunov指数及Poincare截面判断系统的混沌运动,指出发生混沌运动时的相应幅值。之后,在系统状态全部可测的情况下设计一种控制器U,并用Lyapunov函数证明对此控制器闭环系统大范围渐近稳定。最后,使用该控制器对系统的混沌运动进行追踪控制,并对以上控制过程进行数值仿真。数值仿真结果证明控制方法是有效的。

关键词：汽车悬架混沌运动 Lyapunov指数 Poincare截面追踪控制

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具有追踪控制特征的多阶段双激励评价方法

系统工程学报 2021年第2期36卷 279-288页

作者：刁鹏侯芳于兆吉沈阳工业大学管理学院辽宁沈阳110870

针对时序动态综合评价问题中关于激励评价的多阶段信息集结过程中控制柔性不足,精准激励程度不够等问题,提出具有追踪控制特征的多阶段双激励评价方法.首先根据各时段被评价对象的发展状态确定精准激励控制线和惩罚控制线的斜率,判断精... 详细信息

针对时序动态综合评价问题中关于激励评价的多阶段信息集结过程中控制柔性不足,精准激励程度不够等问题,提出具有追踪控制特征的多阶段双激励评价方法.首先根据各时段被评价对象的发展状态确定精准激励控制线和惩罚控制线的斜率,判断精准激励控制线是否发生偏折,计算偏折后正负激励所在的时间区间以实现追踪控制;其次根据正负激励相等原则计算出正负激励系数,设计对应激励措施;最终得出具有追踪控制特征的综合评价值,并利用一个算例验证方法的有效性.研究表明,该方法可以根据被评价对象在不同时段的发展状况,制订对应激励措施,具有激励控制过程可追踪、激励措施精准化以及激励效果可区分等特点.

关键词：综合评价激励评价追踪控制精准激励

基于RBF神经网络的双馈风电机组最大功率追踪控制方法

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工业仪表与自动化装置 2024年第3期 105-110页

作者：莫文水广西现代职业技术学院广西河池547000

双馈风电机组通过转子回路进行功率调节控制,当系统在最大功率点附近工作时,回路电流会出现高频振荡的问题。这种振荡会影响系统稳定性,最大功率追踪控制是解决该问题的核心手段。提出基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网... 详细信息

双馈风电机组通过转子回路进行功率调节控制,当系统在最大功率点附近工作时,回路电流会出现高频振荡的问题。这种振荡会影响系统稳定性,最大功率追踪控制是解决该问题的核心手段。提出基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络的双馈风电机组最大功率追踪控制方法。分析双馈风电机组基本结构与运行原理,获取风电机组输出功率,并将其输入RBF神经网络输入层中,通过网络隐含层对其展开优化训练,再通过输出层输出最大功率。采用二阶滑模控制策略与比例-积分-微分(Proportion Integration Differentiation,PID)控制器相结合的方法对发电机转矩展开追踪控制,实现对双馈风电机组最大功率的追踪控制,使风电机组保持最大功率运行。实验结果表明,所提方法追踪效果好、追踪精度高、控制精度高。

关键词：双馈风电机组追踪控制 RBF神经网络二阶滑模控制策略 PID控制器

事件触发机制下二阶多智能体系统量化追踪控制

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华侨大学学报（自然科学版） 2020年第5期41卷 667-673页

作者：徐光辉余蒙付波赵熙临陈洁湖北工业大学电气与电子工程学院湖北武汉430068 湖北工业大学太阳能高效利用与储能系统运行控制湖北省重点实验室湖北武汉430068 湖北工业大学理学院湖北武汉430068

为了解决控制器频繁更新及通信带宽有限性的问题,对二阶线性多智能体系统在事件触发机制下的量化追踪控制进行研究.设计与均匀量化器相关的事件触发控制机制,提出基于事件触发的追踪控制算法,并使用均匀量化器对控制输入中的所有跟随者... 详细信息

为了解决控制器频繁更新及通信带宽有限性的问题,对二阶线性多智能体系统在事件触发机制下的量化追踪控制进行研究.设计与均匀量化器相关的事件触发控制机制,提出基于事件触发的追踪控制算法,并使用均匀量化器对控制输入中的所有跟随者状态进行量化处理.基于Lyapunov稳定性理论分析,得到在该算法下使系统渐近趋于一致的充分条件.研究结果表明:所提出的控制协议可以排除芝诺行为.最后,通过数值实验说明理论结果的有效性.

关键词：追踪控制事件触发二阶线性多智能体系统芝诺行为量化处理

基于事件触发机制的一类非严格反馈非线性系统的自适应神经网络追踪控制

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南京信息工程大学学报（自然科学版） 2021年第1期13卷 59-65页

作者：廉玉晓杨文静王琳淇王学良夏建伟聊城大学数学科学学院聊城252000

基于事件触发机制,研究了一类非严格反馈非线性系统的自适应神经网络追踪控制问题.结合反步技术、神经网络和事件触发机制,提出了一种自适应神经网络控制方案,减少了数据传输量并减轻了控制器和执行器之间的传递负担,保证了输出信号尽... 详细信息

基于事件触发机制,研究了一类非严格反馈非线性系统的自适应神经网络追踪控制问题.结合反步技术、神经网络和事件触发机制,提出了一种自适应神经网络控制方案,减少了数据传输量并减轻了控制器和执行器之间的传递负担,保证了输出信号尽可能地追踪到参考信号,同时使得闭环系统的所有信号有界.此外,通过避免芝诺现象保证了所提事件触发机制的可行性.最后,给出一个例子验证了所提出策略的有效性.

关键词：非严格反馈结构非线性系统反步技术事件触发机制追踪控制

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简化洛伦兹混沌系统的追踪同步控制

信息与控制 2015年第4期44卷 393-397页

作者：孙克辉贺少波董燕青新疆大学物理科学与技术学院新疆乌鲁木齐830046 中南大学物理与电子学院湖南长沙410083

基于李亚普诺夫稳定性原理,推导出简化洛伦兹系统的追踪同步控制定理,并从理论上证明设计的追踪控制器可以使系统追踪任意可微参考信号.采用设计的追踪同步控制器,实现简化洛伦兹系统追踪直流信号、正弦信号和超混沌信号的情况.分析控... 详细信息

基于李亚普诺夫稳定性原理,推导出简化洛伦兹系统的追踪同步控制定理,并从理论上证明设计的追踪控制器可以使系统追踪任意可微参考信号.采用设计的追踪同步控制器,实现简化洛伦兹系统追踪直流信号、正弦信号和超混沌信号的情况.分析控制参数的大小与混沌追踪同步性能之间的关系,发现采用较大的参数能缩短同步时间.数值仿真结果表明该方法的可靠性和有效性.为实现简化洛伦兹混沌系统保密通信提供了新的同步方案.

关键词：混沌同步追踪控制李亚普诺夫稳定性原理简化洛伦兹系统

基于速度观测器的水下机器人追踪控制算法研究

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基于速度观测器的水下机器人追踪控制算法研究

作者：郭志文燕山大学

学位级别：硕士

自主水下机器人(AUV)是人类了解海洋、开发海洋的重要工具之一,而目标追踪问题是水下机器人应用所面临的主要关键技术之一,它能够实现水下机器人在复杂的海洋环境下执行任务,可靠的目标追踪策略不仅关系到水下机器人作业任务的成功与否... 详细信息

自主水下机器人(AUV)是人类了解海洋、开发海洋的重要工具之一,而目标追踪问题是水下机器人应用所面临的主要关键技术之一,它能够实现水下机器人在复杂的海洋环境下执行任务,可靠的目标追踪策略不仅关系到水下机器人作业任务的成功与否,甚至影响其安全性。考虑到水下环境复杂多变,水下机器人运动过程中存在流体阻力、负载变化等不确定因素,这些因素使得处理水下机器人模型的不确定参数及外部干扰是不可避免的。此外,在实际的海洋环境中,由于受到潮汐及洋流的影响,测量的速度信号易被环境噪声干扰,降低速度信号质量,且速度传感器的安装成本及其他实际原因进一步导致水下机器人的速度测量是不易的。针对上述问题,本文基于速度观测器,对水下机器人的追踪控制策略进行研究。主要研究工作如下所示:(1)针对AUV高度复杂的非线性系统,进行模型构建。然后采用浮标辅助定位估计方法获取水下机器人位置信息,设计了一种有限时间速度观测器,并利用线性矩阵不等式(LMI)优化工具得到相应的性能条件,实现了在有限时间内精确获取水下机器人的速度信息,结果由仿真进行验证。(2)考虑AUV模型存在不确定参数及外界扰动的情况下,改进原有的速度观测器得到了一种快速终端滑模速度观测器。利用观测的速度信息,设计了一种自适应非奇异快速终端滑模跟踪控制器,采用自适应方法处理模型的集总不确定性,实现AUV在有限时间内到达目标点。对所提出的控制策略,充分考虑了观测器的影响,设计相应的李雅普诺夫函数分析其稳定性,并给出有限时间稳定的充分条件。(3)针对多AUV编队的协同追踪控制问题,充分考虑AUV执行器受到饱和约束,在速度信息不可测和饱和约束下设计分布式编队控制器实现AUV编队的控制。然后提出新的凸包表达式,以此建立了依托观测速度及时滞的稳定性判据来确保多AUV编队追踪控制性能。同时,针对多AUV系统研究了吸引域优化问题,得到了速度观测器和执行器饱和下的吸引域优化方法。

关键词：自主水下机器人速度观测器追踪控制饱和稳定性